【资讯】用于激光雷达的薄膜铌酸锂集成式外腔激光器

2026-11-10 17:24:59

南开大学 Huashun Wen、Sha Zhu、Kunpeng Zhai 团队提出并演示了一种基于新型多周期延迟反馈（MPDF）光子电路的薄膜铌酸锂（TFLN）集成式外腔激光器（ECL）。该光子电路提供超高密度且波长不敏感的反馈光谱，从而实现鲁棒的自注入锁定。MPDF电路由一个萨格纳克环和两个高品质因子（Q值）微谐振器耦合而成，其固有特性放宽了自由光谱范围（FSR）对准和相位匹配的限制，从而在整个工作波长范围内实现了一致的线宽抑制。因此，集成ECL的固有线宽从初始的2.67 MHz降低了多达5个数量级。该器件在3 nm的调谐范围（1545–1548 nm）内展现出10.6至68 Hz的固有线宽，基频噪声低于4 Hz²/Hz，平均边模抑制比约为48 dB。得益于TFLN超窄线宽和固有宽带电光调制能力，作者所提出的ECL天然适用于高性能调频连续波（FMCW）工作。

图1：集成光子FMCW激光雷达芯片和雷达波形生成

图2：FMCW激光雷达演示的示意图

图3：（a）超低线宽激光器的示意图

图4：（a）薄膜铌酸锂外腔激光器和调制器的集成封装模块

图5：（a）BPF 和 EDFA 后 CS-DSB 调制光信号的光谱

图6：利用FMCW激光源实现远距离传输

         我们实验验证了具有3 GHz带宽、8.9 × 10??高线性度和0.12 GHz/μs快速啁啾率的线性啁啾FMCW信号，实现了概念验证的目标探测和测距。这项工作为集成微波光子学和片上FMCW激光雷达系统提供了一条可扩展的途径，用于制备超低噪声、宽调谐范围的TFLN激光光源。

参考文献： 中国光学期刊网

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