論文の概要: Difference-frequency generation in an AlGaAs Bragg-reflection waveguide using an on-chip electrically-pumped quantum dot laser

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.08097v4
• Date: Mon, 7 Feb 2022 10:49:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 11:27:30.712154
• Title: Difference-frequency generation in an AlGaAs Bragg-reflection waveguide using an on-chip electrically-pumped quantum dot laser
• Title（参考訳）: オンチップ電気励起量子ドットレーザーを用いたAlGaAsブラッグ反射導波路の差周波発生
• Authors: A. Schlager, M. G\"otsch, R. J. Chapman, S. Frick, H. Thiel, H. Suchomel, M. Kamp, S. H\"ofling, C. Schneider and G. Weihs
• Abstract要約: フォトニクスの長年の目標は、オンチップ半導体レーザー源と非線形光学部品を統合することである。 ポンプレーザの利得媒質をコアに組み込んだAlGaAsブラッグ導波路に差周波発生を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Nonlinear frequency conversion is ubiquitous in laser engineering and quantum information technology. A long-standing goal in photonics is to integrate on-chip semiconductor laser sources with nonlinear optical components. Engineering waveguide lasers with spectra that phase-match to nonlinear processes on the same device is a formidable challenge. Here, we demonstrate difference-frequency generation in an AlGaAs Bragg reflection waveguide which incorporates the gain medium for the pump laser in its core. We include quantum dot layers in the AlGaAs waveguide that generate electrically driven laser light at ~790 nm, and engineer the structure to facilitate nonlinear processes at this wavelength. We perform difference-frequency generation between 1540 nm and 1630 nm using the on-chip laser, which is enabled by the broad modal phase-matching of the AlGaAs waveguide, and measure normalized conversion efficiencies up to $(0.64\pm0.21)$ %/W/cm$^2$. Our work demonstrates a pathway towards devices that utilize on-chip active elements and strong optical nonlinearities to enable highly integrated photonic systems-on-chip.
• Abstract（参考訳）: 非線形周波数変換はレーザー工学と量子情報技術においてユビキタスである。 フォトニクスにおける長年の目標は、オンチップ半導体レーザー源と非線形光学部品を統合することである。 同じデバイス上の非線形プロセスに位相マッチするスペクトルを持つエンジニアリング導波路レーザーは、非常に難しい課題である。 本稿では,ポンプレーザーの利得媒質を中核に組み込んだalgaasブラッグ反射導波路における差周波発生を示す。 AlGaAs導波路の量子ドット層は、約790nmで電気的に駆動されるレーザー光を発生させ、この波長での非線形過程を促進するために構造を設計する。 本研究では,AlGaAs導波路の広帯域位相マッチングによって実現されるオンチップレーザを用いて,1540nmから1630nmの差周波発生を行い,正規化変換効率を最大$(0.64\pm0.21)$ %/W/cm$^2$まで測定する。 本研究は、オンチップ活性素子と強い光学非線形性を利用して高集積フォトニックシステムを実現するデバイスへの道筋を示す。

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