व्यापक पारदर्शिता विंडो, उच्च अपवर्तक सूचकांक और बड़े एकोस्टो-ऑप्टिक/इलेक्ट्रो-ऑप्टिक/नॉन-लीनियर ऑप्टिकल गुणांक के महत्वपूर्ण लाभों के साथ लिथियम नाइओबेट पतली फिल्में (टीएफएलएन) उच्च के निर्माण के लिए एक आशाजनक सामग्री मंच के रूप में उभरी हैं। शास्त्रीय और क्वांटम दोनों अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन फोटोनिक एकीकृत उपकरण, जहां फोटोनिक्स उपकरण, जैसे कम-नुकसान वेवगाइड, उच्च-गुणवत्ता वाले माइक्रोरेसोनेटर, उच्च गति मॉड्यूलेटर और उच्च दक्षता वाले ऑप्टिकल आवृत्ति कनवर्टर्स, अब साकार हो गए हैं। हालाँकि, सिंगल-क्रिस्टल लिथियम नाइओबेट में प्रभावी ल्यूमिनेसेंस और पहचान क्षमताओं का अभाव है।
हाल ही में, दुर्लभ-पृथ्वी आयनों के साथ डोप किए गए लिथियम नाइओबेट क्रिस्टल ने टीएफएलएन प्लेटफार्मों के ऑप्टिकल लाभ फ़ंक्शन को साकार करने के लिए एक व्यावहारिक समाधान बनना शुरू कर दिया है, और दुर्लभ-पृथ्वी-आयन डोप किए गए ऑप्टिकली पंप माइक्रोलेज़र को प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया गया है। दुर्लभ पृथ्वी आयन डोप्ड लेजर में व्यापक बैंडविड्थ, ध्रुवीकरण असंवेदनशीलता, उच्च लागू तापमान और अच्छी अनुकूलता के फायदे हैं। इसके अलावा, दुर्लभ-पृथ्वी आयन-डोप्ड लेजर उच्च शक्ति आउटपुट, मोड-लॉक ऑपरेशन और सुसंगत बीम संयोजन प्राप्त करने में अधिक आशाजनक हैं। हालाँकि, वर्तमान में, सभी दुर्लभ-पृथ्वी आयन-डोप्ड टीएफएलएन लेजर को ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके जुड़े बाहरी लेजर द्वारा वैकल्पिक रूप से पंप किया जाता है, जो टीएफएलएन पर एकीकृत फोटोनिक्स के विकास में बाधा डालता है।
हाल ही में, ईस्ट चाइना नॉर्मल यूनिवर्सिटी में प्रोफेसर चेंग या की टीम द्वारा एक कॉम्पैक्ट हाइब्रिड लिथियम नाइओबेट माइक्रो-रिंग लेजर का प्रदर्शन किया गया था। चित्र 1 सेमीकंडक्टर लेजर द्वारा पंप किए गए प्रस्तावित कॉम्पैक्ट हाइब्रिड लिथियम नाइओबेट माइक्रो-रिंग लेजर का एक योजनाबद्ध आरेख दिखाता है, जिसमें व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सीओएस-पैकेज्ड सेमीकंडक्टर लेजर और एक उच्च-क्यू ईआर 3 प्लस-डोप्ड माइक्रो-रिंग शामिल है। माइक्रो-रिंग के इनपुट पोर्ट और CoS-एनकैप्सुलेटेड सेमीकंडक्टर लेजर ट्यूब के आउटपुट पोर्ट के बीच संरेखण 10 एनएम की समायोज्य सटीकता के साथ एक अक्ष संरेखण प्रणाली द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो टर्न कुशल ऑप्टिकल युग्मन को सक्षम बनाता है। स्थिर और कड़ी बॉन्डिंग प्राप्त करने के लिए, यूवी चिपकने वाला एक डिस्पेंसर द्वारा लगाया जाता है और दो चिप्स को यूवी विकिरण द्वारा तय किया जाता है। इस कार्य की कुंजी यह है कि सेमीकंडक्टर लेजर के पंप तरंग दैर्ध्य पर ईआर 3 प्लस-डॉप्ड माइक्रो-रिंग का उच्च क्यू मान होता है। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, अर्धचालक के पंप लेजर की केंद्र तरंग दैर्ध्य 976.24 एनएम है, और इस तरंग दैर्ध्य पर, माइक्रो-रिंग का क्यू मान 7.3×105 है। पंप प्रकाश के तहत ईआर 3 प्लस-डोप्ड माइक्रो-रिंग द्वारा उत्पादित लेजर की केंद्र तरंग दैर्ध्य 1531.27 एनएम है, और लेजर की लाइनविड्थ 0.05 एनएम है, और एकल-मोड लेजर उत्सर्जन मोड-निर्भर हानि के कारण होता है और प्रतिस्पर्धा हासिल करें. इसके अलावा, उत्सर्जित लेजर की लाइनविड्थ सीओएस-पैकेज्ड सेमीकंडक्टर लेजर द्वारा उत्पन्न पंप प्रकाश की लाइनविड्थ की तुलना में परिमाण के दो क्रम कम है।
चित्र 1. (ए) एक कॉम्पैक्ट हाइब्रिड लिथियम नाइओबेट माइक्रो-रिंग लेजर का योजनाबद्ध आरेख जिसमें एक सीओएस-पैकेज्ड सेमीकंडक्टर लेजर और एक उच्च-क्यू ईआर: टीएफएलएन माइक्रो-रिंग लेजर शामिल है। (बी) कॉम्पैक्ट हाइब्रिड लिथियम नाइओबेट माइक्रो-रिंग लेजर का शीर्ष दृश्य। (सी) सीओएस-एनकैप्सुलेटेड सेमीकंडक्टर लेजर और एर: टीएफएलएन माइक्रो-रिंग के बीच इंटरफेस के ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत क्लोज-अप फोटो।
चित्र 2. (ए) 976 एनएम पर माइक्रो-रिंग का क्यू 7.3 × 1 0 5 है। (बी) 1531 एनएम पर माइक्रो-रिंग का क्यू 1.85 × 105 है। (सी) सेमीकंडक्टर लेजर के केंद्र तरंग दैर्ध्य के पास स्पेक्ट्रम। (डी) ईआर 3 प्लस-डोप्ड माइक्रो-रिंग की तरंग दैर्ध्य के पास स्पेक्ट्रम 0.05 एनएम की लाइनविड्थ के साथ 1531.27 एनएम पर एकल-आवृत्ति लेजर उत्सर्जित करता है।
यह कार्य एक शक्तिशाली हाइब्रिड लिथियम नाइओबेट माइक्रो-रिंग लेजर स्रोत की खोज करता है जिसमें सुसंगत ऑप्टिकल संचार और सटीक मेट्रोलॉजी में संभावित अनुप्रयोग होते हैं, और परिणाम ऑप्टिक्सलेटर्स में ऑनलाइन प्रकाशित होते हैं।
