|
Magnicon产品在探索双模微激光器的光子数分布（Exploring the Photon-Number Distribution of Bimodal Microlasers）的应用介绍： 微激光器因其体积小、速度快、能耗低而对腔增强纳米光子器件的基础研究及其未来应用非常感兴趣[1]。流行的微激光器概念基于光子晶体腔[2]、等离激元谐振器[3]或微柱腔[4,12345]。这些谐振器结构具有共同的小模体积，从而增强了光质耦合。因此，相关的自发放射因子被强烈放大，从而可以接近无阈值激光的极限[6]。56 在高因素的器件中，由于阈值处缺乏明显的非线性，分析输入输出特性不能很好地证明激光操作。此外，低维增益介质的光注入、超辐射、模式竞争和饱和也会导致偏离标准行为[712]。一种成熟的分析发射光统计量的方法是基于汉伯里布朗和特维斯（HBT）理论[13]，该理论本质上测量光子对的时间关系以确定二阶自相关函数g（2）（）。研究光子统计量已成为表征微激光器的重要工具，因为它揭示了在阈值处g（2）（0）从2到1的变化从主要自发放射向受激发射的转变[14]。有趣的是，在双峰激光器中，会出现增益竞争[10,15]和耗散耦合[16]等额外的情况，这些情况无法仅通过HBT测量来识别。我们表明，对这种纳米光子器件发射过程的全面理解不仅需要g（2）（0）中量化的信息，还需要光子数分布的知识。 这一挑战可以通过使用能够确定发射的光子数分布的光子数分辨探测器来解决。不幸的是，基于雪崩光电二极管的标准单光子敏感探测器无法确定撞击光子的数量。这与另一类高科技探测器不同——即过渡边缘传感器（TES，见图1）。这种探测器通常在大范围的波长范围内具有超过90%的高量子灵敏度[17]，并且由于其量热操作原理，可以用作光子数分辨探测器[18,1171819]。有趣的是，尽管能够通过实验获得超低光级发射器的光子数分布[20]有巨大的好处，但TES还没有被应用于纳米光子器件的深入分析。1920
图。1.实验装置示意图：微激光器 样品在15 K的低温恒温器中操作并被激发 通过脉冲电压供应。发射的光是 通过光谱仪、TES或替代地通过 标准HBT设置。 在这封信中，我们用TES测量了两个正交偏振模式的微激光器的光子数分布。这使我们能够更深入地了解几乎不具备的发射特性2BLE使用标准表征工具，如HBT浓度。我们的工作还强调了TES作为微激光器应用和纳米光子学广泛领域中一个重要测量概念的巨大和迄今为止未被覆盖的潜力。为了说明这种潜力，我们选择了两个具有非常相似发射特征的双峰微激光器。对于rst激光器A，两种模式的发射在激光阈值附近处于从热到相干光的瞬态状态。而对于高泵浦速率，较强的模式发射纯相干光，较弱的模式处于热状态。第二个激光器B具有相似的输入输出特性和g（2）（0）值。令人兴奋的是，对于这种激光增益，两种发射模式之间的竞争导致了模式切换和相关的双峰光子数分布。后者只能通过TES技术来揭示，最好通过热统计和泊松统计的叠加来描述。
|
