1 华东师范大学物理与电子科学学院极端光机电实验室，上海 200241
2 华东师范大学纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心，上海 200241
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
光子集成器件以极低的成本和功耗实现覆盖从光源、调制、非线性频率转换、光放大到光探测的全功能单片集成，对光电信息处理系统产生显著而深远的影响，并推动一系列诸如高速通信、人工智能、量子信息，以及精密测量等重大应用领域的持续发展。近年来，铌酸锂薄膜光子器件得益于离子揭膜技术和微纳刻蚀工艺的进步，以宽的工作窗口、低的传输损耗、大的调制带宽、高的非线性光学转换效率和兼容大规模光子集成等优点，在集成光子学领域占据重要一席之地。本文介绍了利用超快激光光刻结合化学机械抛光技术在掺杂有源发光稀土离子的铌酸锂薄膜衬底上实现片上激光与光放大的最新进展，包括在波导放大器中实现了超过20 dB的最大内部净增益，并且在高品质铌酸锂微盘中演示了具有454.7 Hz窄线宽的电光可调谐单频激光器，演示了单片集成的电驱动微环激光器，以及连续光刻方式实现的无源/有源混合集成器件。
集成光学 超快激光加工 铌酸锂 光放大器 光源 稀土掺杂材料 光学学报
2023, 43(16): 1623014
1 南开大学 电子信息与光学工程学院 现代光学研究所, 天津 300350
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
实验研究了蓝色飞秒激光(1 kHz, 50 fs, 400 nm)在105 Pa(标准气压)和10－3 Pa两种不同气压环境下, 在单晶硅衬底的金属铬膜表面形成亚波长(~250 nm)一维周期性条纹结构的情况, 分析比较了入射激光能流、样品扫描速度、样品薄膜厚度等参数对表面条纹结构的影响.结果表明, 10－3 Pa的真空环境可以有效改善铬膜表面亚波长条纹结构的形成质量; 随着铬膜厚度的减小(100 ~25 nm),表面条纹质量逐渐提高, 但当铬膜太薄(≤ 25 nm)时材料表面易出现烧蚀不均匀现象; 另外, 随着飞秒激光能流密度的降低或扫描速度的增大, 条纹结构的空间周期将会减小, 此时条纹之间的沟槽内逐渐出现纳米线分布.
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