雙模或雙波長半導(dǎo)體激光器由于其在全光信號(hào)處理、太赫茲及毫米波的產(chǎn)生、超快光通信以及光遠(yuǎn)端探測中潛在的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)引起了國內(nèi)外研究者的極大興趣，提出了多種解決方案。然而，在單個(gè)激光器諧振腔中實(shí)現(xiàn)雙模激射并且波長寬范圍可調(diào)諧仍然是十分困難的。具有波長雙穩(wěn)態(tài)特性的半導(dǎo)體激光器可以作為一種光學(xué)邏輯器件應(yīng)用于波長切換、光存儲(chǔ)和光開關(guān)等。

武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室光電子器件與集成功能實(shí)驗(yàn)室博士生趙航等人在余永林教授的指導(dǎo)下， 首先提出了一種基于新型雙層光柵結(jié)構(gòu)的雙模可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器(Double-layer grating distributed Bragg reflector laser, DLG-DBR激光器)。隨后與香港理工大學(xué)光子研究中心李峰博士合作， 研究了在不同模式耦合強(qiáng)度下的激光器的基本特性，分析了在注入鎖定條件下激光器的非線性分岔特性，并進(jìn)一步證實(shí)了DLG-DBR激光器的波長雙穩(wěn)態(tài)特性及其在光存儲(chǔ)方面的應(yīng)用。該研究表明DLG-DBR激光器可作為一種新型光學(xué)邏輯器件應(yīng)用于全光信號(hào)處理中，且具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2016年2月26日，該項(xiàng)研究成果以論文 “基于新穎可調(diào)諧雙模激光器光注入的波長雙穩(wěn)態(tài)研究 ”( Wavelength bistability based on optical injection in a novel tunable dual mode laser) 發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA) 旗下的Optics Express (vol.24, no.4, pp.3817-3831, Feb 2016)上。

圖1、DLG-DBR激光器的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2、DLG-DBR激光器隨光柵區(qū)電流變化時(shí)的波長調(diào)諧特性

圖3、DLG-DBR激光器波長雙穩(wěn)態(tài)在光存儲(chǔ)中的應(yīng)用