Lasing from active optomechanical resonators.
Lasing from active optomechanical resonators.
复制标题
DOI：
10.1038/ncomms5038
复制
发表时间：
2014-07-10
影响因子：
16.6
通讯作者：
Bayer, M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Czerniuk, T.;Brueggemann, C.;Tepper, J.;Brodbeck, S.;Schneider, C.;Kamp, M.;Hoefling, S.;Glavin, B. A.;Yakovlev, D. R.;Akimov, A. V.;Bayer, M.
具有分布式布拉格反射器 (DBR) 的平面微腔除了受限制的光学模式外，还由于 DBR 声子色散关系中的阻带而产生机械共振。这些谐振的频率在 10 至 100 GHz 范围内，具体取决于谐振器的光波长，品质因数超过 1,000。这种光机械系统中光子和声子的相互作用可以大大增强，从而开辟了一条光操纵的新途径。在这里，我们将有源半导体层植入微腔中，以获得垂直腔表面发射激光器（VCSEL）。因此，三种共振激发（光子、声子和电子）可以彼此强烈相互作用，从而提供 VCSEL 激光发射的调制：注入 VCSEL 的皮秒应变脉冲会激发其中的长寿命机械共振。结果，观察到频率高达 40GHz 的激光强度调制。根据这些发现，集成到纳米光子电路中的有源光机械谐振器的前瞻性应用可能会出现。 垂直腔表面发射激光器由两个分布式布拉格反射器之间的活性介质组成。切尔纽克等人。研究表明，这些周期性结构的共振机械模式可以有效地调制频率高达 40GHz 的激光发射强度。
Planar microcavities with distributed Bragg reflectors (DBRs) host, besides confined optical modes, also mechanical resonances due to stop bands in the phonon dispersion relation of the DBRs. These resonances have frequencies in the 10- to 100-GHz range, depending on the resonator’s optical wavelength, with quality factors exceeding 1,000. The interaction of photons and phonons in such optomechanical systems can be drastically enhanced, opening a new route towards the manipulation of light. Here we implemented active semiconducting layers into the microcavity to obtain a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL). Thereby, three resonant excitations—photons, phonons and electrons—can interact strongly with each other providing modulation of the VCSEL laser emission: a picosecond strain pulse injected into the VCSEL excites long-living mechanical resonances therein. As a result, modulation of the lasing intensity at frequencies up to 40 GHz is observed. From these findings, prospective applications of active optomechanical resonators integrated into nanophotonic circuits may emerge. Vertical-cavity surface-emitting lasers consist of an active medium in between two distributed Bragg reflectors. Czerniuk et al. show that the resonant mechanical modes of these periodic structures efficiently modulate the laser emission intensity with frequencies of up to 40 GHz.
登录
查看更多内容
影响因子：
8.6
作者：
Grudinin, Ivan S.;Lee, Hansuek;Vahala, Kerry J.
通讯作者：
Vahala, Kerry J.
影响因子：
64.8
作者：
Chan, Jasper;Mayer Alegre, T. P.;Painter, Oskar
通讯作者：
Painter, Oskar
影响因子：
8.6
作者：
Kippenberg, TJ;Rokhsari, H;Vahala, KJ
通讯作者：
Vahala, KJ
影响因子：
8.6
作者：
Fainstein, A.;Lanzillotti-Kimura, N. D.;Perrin, B.
通讯作者：
Perrin, B.
影响因子：
1.1
作者：
DERYAGIN, AG;KUKSENKOV, DV;KHRUSHCHEV, IY
通讯作者：
KHRUSHCHEV, IY