基于橢圓形反射鏡面的扇形半導體微環激光器

何 濤，王卓然，袁國慧

基于橢圓形反射鏡面的扇形半導體微環激光器

何 濤，王卓然*，袁國慧

（電子科技大學光電信息學院，成都610054）

為了設計新型基于橢圓形反射鏡面的扇形半導體微環激光器，采用光線追跡和有限時域差分的方法進行了理論分析和設計仿真。與普通的三角形環形腔相比，由于引入了橢圓形反射鏡面，使得這種新型的微腔的鏡面反射損耗極低，僅為1%，功率傳輸率為93%，Q值極高，在1576.36nm諧振波長處，Q值達到了23318.6。結果表明，這種新型的微環激光器有利于實現方向雙穩態，并可進一步用于全光信號處理領域。

激光器；微環激光器；橢圓形諧振腔；三角形環形腔；有限時域差分；光線追跡

引 言

近年來，半導體環形激光器（semiconductor ring laser，SRL）由于其獨特的方向雙穩態特性［1］，受到了國內外研究者的普遍關注［2-4］。方向雙穩態特性是指隨工作條件的不同，SRL的激射方向可以在順時針模式（clockwise，CW）和逆時針模式（counterclockwise，CCW）之間切換，基于方向雙穩態特性極易實現全光再生［5］、全光邏輯［6］、全光存儲［7］等全光信息處理技術［8］。SRL已成為光子器件集成單元研究中的熱門領域。

SRL的工作原理與普通的法布里-珀羅（Fabry-Perot，F-P）激光器類似，需要光學諧振腔的存在以使得光束來回振蕩產生光放大，不同之處在于微環激光器并不需要腔面或光柵提供光反饋，它利用自身的閉合環形波導回路作為諧振腔，并利用消逝場耦合作用通過相鄰的耦合波導將激光耦合輸出，因此更有利于控制器件長度，實現單片集成器件回路（photonic integrated circuit，PIC）。……