光學頻率梳源可發射完美周期和相干光波形，目前已迅速向芯片級集成解決方案發展。有兩類特別重要：半導體法布里-珀羅激光器和無源環形克爾微諧振器。

近日，奧地利 維也納工業大學(TU Wien) Nikola Opa?ak，Benedikt Schwarz等，在Nature上發文，在環形半導體激光器中融合了這兩種技術，并展示了自由運行孤子形成的范例，稱為Nozaki–Bekki孤子。這些耗散波形出現在一族傳播的局部暗脈沖，并在復雜金茲堡-朗道方程中是已知。

研究證明了，在環形激光器中，Nozaki–Bekki孤子是結構穩定的，并且隨著激光偏置的調諧而自發形成，從而避免了外部光泵。基于實驗發現和理論模型，還揭示了這些孤子的顯著特征，并為其產生提供了指導。除了在環形激光器內循環的基本孤子，還演示了多孤子狀態，驗證了局域化性質，并提供了對孤子晶體形成的深入了解。

該項結果鞏固了直接產生孤子的單片電驅動平臺，并為激光多模動力學和克爾參量過程的交叉研究領域打開了大門。

Nozaki–Bekki solitons in semiconductor lasers.

半導體激光器中的Nozaki–Bekki孤子

圖1: 具有相應激光態的復雜金茲堡-朗道方程complex Ginzburg–Landau equation，CGLE參數空間。

圖2: 在單塊環形激光器中，基本Nozaki–Bekki，NB孤子的實驗和理論表征。

圖3: 多孤子狀態。

圖4: NB孤子狀態的相干控制。

文獻鏈接

Opa?ak, 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

本文譯自Nature。

來源：今日新材料

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