光学频率梳源可发射完美周期和相干光波形，目前已迅速向芯片级集成解决方案发展。有两类特别重要：半导体法布里-珀罗激光器和无源环形克尔微谐振器。

近日，奥地利 维也纳工业大学(TU Wien) Nikola Opačak，Benedikt Schwarz等，在Nature上发文，在环形半导体激光器中融合了这两种技术，并展示了自由运行孤子形成的范例，称为Nozaki–Bekki孤子。这些耗散波形出现在一族传播的局部暗脉冲，并在复杂金兹堡-朗道方程中是已知。

研究证明了，在环形激光器中，Nozaki–Bekki孤子是结构稳定的，并且随着激光偏置的调谐而自发形成，从而避免了外部光泵。基于实验发现和理论模型，还揭示了这些孤子的显著特征，并为其产生提供了指导。除了在环形激光器内循环的基本孤子，还演示了多孤子状态，验证了局域化性质，并提供了对孤子晶体形成的深入了解。

该项结果巩固了直接产生孤子的单片电驱动平台，并为激光多模动力学和克尔参量过程的交叉研究领域打开了大门。

Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers.

半导体激光器中的Nozaki–Bekki孤子

图1: 具有相应激光态的复杂金兹堡-朗道方程complex Ginzburg–Landau equation，CGLE参数空间。

图2: 在单块环形激光器中，基本Nozaki–Bekki，NB孤子的实验和理论表征。

图3: 多孤子状态。

图4: NB孤子状态的相干控制。

文献链接

Opačak, N., Kazakov, D., Columbo, L.L. et al. Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers. Nature 625, 685–690 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06915-7

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06915-7

本文译自Nature。

来源：今日新材料

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