Single whispering-gallery mode lasing in polymer bottle microresonators via spatial pump engineering.
Single whispering-gallery mode lasing in polymer bottle microresonators via spatial pump engineering.
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通过空间泵工程在聚合物瓶微谐振器中产生单回音壁模式激光
DOI：
10.1038/lsa.2017.61
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发表时间：
2017-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhuang S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gu F;Xie F;Lin X;Linghu S;Fang W;Zeng H;Tong L;Zhuang S
回音壁模式（WGM）微谐振器中的单模激光是一个很难实现的问题。在瓶形微谐振器中，高度非简并的WGM沿着长轴方向在空间上分离良好，并提供模式选择能力。在这项工作中，通过工程的泵浦强度修改的空间增益分布的瓶微谐振器，我们展示了一个简单的和一般的方法来实现单模WGM激光聚合物瓶微谐振器。泵浦强度被设计成在瓶微谐振器表面上的干涉分布。通过调整干涉泵浦图案的轴向位置之间的间距，单瓶WGM的模式强度分布可以与干涉条纹在空间上重叠，从而本质上实现单模激射和选择。该系统具有边模抑制因子>20 dB、光谱调谐度>8 nm、激射阈值低和可可逆控制等优点。我们所展示的方法可能有各种有前途的应用，从可调谐单模激光和传感到非线性光学。
Single-mode lasing in whispering-gallery mode (WGM) microresonators is challenging to achieve. In bottle microresonators, the highly non-degenerated WGMs are spatially well-separated along the long-axis direction and provide mode-selection capability. In this work, by engineering the pump intensity to modify the spatial gain profiles of bottle microresonators, we demonstrate a simple and general approach to realizing single-mode WGM lasing in polymer bottle microresonators. The pump intensity is engineered into an interference distribution on the bottle microresonator surface. By tuning the spacing between axial positions of the interference pump patterns, the mode intensity profiles of single-bottle WGMs can be spatially overlapped with the interference stripes, intrinsically enabling single-mode lasing and selection. Attractive advantages of the system, including high side-mode suppression factors >20 dB, large spectral tunability >8 nm, low-lasing threshold and reversible control, are presented. Our demonstrated approach may have a variety of promising applications, ranging from tunable single-mode lasing and sensing to nonlinear optics.
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