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强光反馈降低量子级联激光器的光谱线宽
由于振动和旋转跃迁，一氧化碳和甲烷等许多分子在中红外范围内都有强的吸收线。1 自 1994 年发明以来，中红外量子级联激光器 (QCL) 已成为分子气体传感的流行选择。2 分子光谱的精度和分辨率高度依赖于 QCL 的光谱线宽。3 由于接近于零的线宽展宽因子 (LBF)，4 QCL 本身的固有线宽只有几百赫兹，接近肖洛-汤斯极限。5 然而，电流源噪声、温度波动和机械振动引起的闪烁噪声（1/f 噪声）会显著加宽自由运行 QCL 的实际线宽至兆赫兹范围。6 为了将 QCL 的光谱线宽缩小到千赫兹或赫兹范围，已经开发出各种各样的频率稳定技术。一种主要方法是将 QCL 频率锁定在分子吸收线的一侧，但代价是波长可调性的损失。7、8 另一种方法是通过庞德-德雷弗-霍尔方法将 QCL 锁定在高精度光学腔体上，这种方法容易受到外部声学和机械振动的影响。9 – 11 一种更常见的方法是将 QCL 相位锁定在近红外光学腔体上。
基于级联的高分辨率集成光谱仪...
摘要：提出了一种由级联微环谐振器和AWG组成的高分辨率集成光谱仪，实现了0.42nm的高分辨率和90nm的带宽，在生化传感应用方面有很高的潜力。OCIS代码：(300.6190) 光谱仪；(130.3120) 集成光学器件；(130.6010) 传感器。引言当前光谱仪领域最重要的研究之一是基于平面集成光波导技术的光谱仪，其结构多种多样，例如阵列波导光栅（AWG）[1]、中阶梯光栅[2]、微环谐振器（MRR）[3]和波导傅里叶变换（FT）光谱仪[4-5]。其中，对AWG和EDG等分光式传统光谱仪的研究已经持续了很长时间。在我们之前的工作中，我们提出并演示了一种基于级联 AWG 和可调微环谐振器阵列的高分辨率、宽带宽集成光谱仪 [4]。然而，每个通道的微环都需要调谐，这非常耗时。在本文中，我们提出了一种将热调谐 MRR 与 AWG 级联的结构来制作高分辨率光谱仪，从而减少了微环阵列调谐所花费的时间。