硅基超連續(xù)譜的研究進展
另外,硅基超連續(xù)譜還可以在拉曼泵浦方面產(chǎn)生應用。硅波導中的高拉曼增益系數(shù)使拉曼散射成為在硅波導中實現(xiàn)激光振蕩和放大的有效途徑,然而,硅的拉曼增益帶寬非常窄,限制了拉曼放大的帶寬,從而制約了其在實際應用中的范圍。隨著硅波導中超連續(xù)譜的研究逐漸深入,利用超連續(xù)譜的產(chǎn)生機制,在硅波導中產(chǎn)生超連續(xù)譜的同時實現(xiàn)拉曼散射效應,由此來增大拉曼增益帶寬成為一種可能的解決方法。 年,jalali 研究小組成功實現(xiàn)這一構(gòu)想,獲得展寬的拉曼增益譜[9]。實驗中使用中心波長1550 nm 的皮秒脈沖作為泵浦光源,激光脈沖在硅波導中受到kerr 效應和自由載流子效應的共同作用而發(fā)生展寬,從而使拉曼增益譜獲得擴展。實驗在中心波長為1638 nm 處獲得了寬度超過10 nm 的拉曼增益譜。為了觀察入射脈寬對拉曼增益展寬的影響,實驗中使用兩個脈寬不同的入射脈沖,分別為3 ps、42 ps,得到的拉曼增益譜如圖8 所示,對于3 ps 的入射脈沖,拉曼展寬頻譜起伏不定,并且由于自由載流子的作用頻譜明顯藍移。對于42 ps 的入射脈沖,拉曼展寬頻譜同樣藍移,但頻譜變化相對平滑。另外,在入射功率較大時,能過得到較大的拉曼展寬。實驗證明,通過改變脈沖的性質(zhì),例如,脈沖功率、脈寬、脈沖啁啾,可以實現(xiàn)對增益范圍和形狀的調(diào)節(jié),從而應用于實現(xiàn)集成化的光信號傳輸以及可調(diào)硅基激光器的研制。
6.結(jié)論
硅在電子器件的發(fā)展過程中起著舉足輕重的作用,目前大部分的器件使用硅作為芯片材料,在硅波導中產(chǎn)生超連續(xù)譜將有利于硅基光子器件的實現(xiàn),并向集成化、小型化發(fā)展。目前,實驗中能得到的硅基超連續(xù)譜寬度僅為400 nm,在實際應用的波分復用系統(tǒng)中,還存在各種各樣的損耗,使得展寬大大減小,因此還需進一步的研究,合理設計硅波導的色散特性,減小有效面積增大非線性強度,從而進一步增大展寬,使得硅基超連續(xù)譜更加實用化。