Ličio niobato plonos plėvelės (TFLN), turinčios didelius pranašumus – platų skaidrumo langą, aukštą lūžio rodiklį ir didelius akustinius-optinius/elektrooptinius/netiesinius optinius koeficientus, tapo perspektyvia medžiagų platforma gaminant aukštos kokybės našūs fotoniniai integruoti įrenginiai, skirti tiek klasikinėms, tiek kvantinėms programoms, kur dabar buvo realizuoti fotoniniai įrenginiai, tokie kaip mažų nuostolių bangolaidžiai, aukštos kokybės mikrorezonatoriai, greitaeigiai moduliatoriai ir didelio efektyvumo optiniai dažnio keitikliai. Tačiau vieno kristalo ličio niobatui trūksta veiksmingos liuminescencijos ir aptikimo galimybių.
Neseniai ličio niobato kristalai, legiruoti retųjų žemių jonais, pradėjo būti praktiškas sprendimas realizuoti TFLN platformų optinio stiprinimo funkciją, o eksperimentiškai buvo demonstruojami retųjų žemių jonais legiruoti optiškai pumpuojami mikrolazeriai. Retųjų žemių jonais legiruoti lazeriai turi plataus dažnių juostos pločio, poliarizacijos nejautrumo, aukštos temperatūros ir gero suderinamumo privalumus. Be to, retųjų žemių jonais legiruoti lazeriai yra perspektyvesni siekiant didelės galios, režimo užrakinimo ir nuoseklių pluoštų derinių. Tačiau šiuo metu visi retųjų žemių jonais legiruoti TFLN lazeriai yra optiškai pumpuojami išoriniais lazeriais, sujungtais naudojant optines skaidulas, o tai trukdo kurti integruotą fotoniką ant TFLN.
Neseniai Rytų Kinijos normaliojo universiteto profesoriaus Cheng Ya komanda pademonstravo kompaktišką hibridinį ličio niobato mikrožiedinį lazerį. 1 paveiksle parodyta siūlomo kompaktiško hibridinio ličio niobato mikrožiedinio lazerio, pumpuojamo puslaidininkiniu lazeriu, schema, kurią sudaro komerciškai prieinamas CoS supakuotas puslaidininkinis lazeris ir didelio Q Er3 plius legiruoto mikrožiedo schema. Išlygiavimas tarp mikrožiedo įvesties prievado ir puslaidininkinio lazerinio vamzdelio CoS išvesties prievado pasiekiamas naudojant {{10}} ašies išlygiavimo sistemą, kurios reguliuojamas 10 nm tikslumas. posūkis leidžia efektyviai sujungti optinį ryšį. Norint pasiekti stabilų ir tvirtą sukibimą, UV klijai užtepami dozatoriumi, o du lustai pritvirtinami UV spinduliuote. Šio darbo esmė yra ta, kad Er3 plius legiruotas mikrožiedas turi didelę Q reikšmę puslaidininkinio lazerio siurblio bangos ilgiui. Kaip parodyta 2 pav., puslaidininkio siurblio lazerio centrinis bangos ilgis yra 976,24 nm, o esant šiam bangos ilgiui mikrožiedo Q reikšmė yra 7,3 × 105. Lazerio, kurį gamina Er3 plus legiruotas mikrožiedas po siurblio šviesa, centrinis bangos ilgis yra 1531,27 nm, o lazerio linijos plotis yra 0,05 nm, o vienmodė lazerio spinduliuotė yra priskiriama nuo režimo priklausomiems nuostoliams ir įgyti konkurenciją. Be to, skleidžiamo lazerio linijos plotis yra dviem dydžiais mažesnis nei siurblio šviesos linijos plotis, kurį sukuria CoS supakuotas puslaidininkinis lazeris.
1 pav. (a) Kompaktiško hibridinio ličio niobato mikrožiedinio lazerio, sudaryto iš CoS supakuoto puslaidininkinio lazerio ir didelio Q Er:TFLN mikrožiedinio lazerio, schema. b) Kompaktiško hibridinio ličio niobato mikrožiedinio lazerio vaizdas iš viršaus. c ) CoS inkapsuliuoto puslaidininkinio lazerio ir Er: TFLN mikrožiedo sąsajos nuotrauka iš arti optiniu mikroskopu.
2 pav. (a) Mikrožiedo Q ties 976 nm yra 7,3 × 105. b) mikrožiedo Q ties 1531 nm yra 1,85 × 105. c) Spektras, esantis netoli puslaidininkinio lazerio centrinio bangos ilgio. (d) Spektras, artimas Er3 plius legiruoto mikrožiedo bangos ilgiui, skleidžiančiam vieno dažnio lazerį 1531,27 nm, o linijos plotis 0,05 nm.
Šiame darbe nagrinėjamas galingas hibridinis ličio niobato mikrožiedinio lazerio šaltinis, kuris gali būti pritaikytas nuosekliam optiniam ryšiui ir tiksliajai metrologijai, o rezultatai skelbiami internete OpticsLetters.
