罗彻斯特大学的研究人员通过一种独特的方法，克服了这些难题。他们开发的新型“一体化”微梳激光器设备摒弃了传统方法中的单波长激光注入非线性转换器，避免了效率降低的问题。通过反馈回路在系统内部放大整个梳子本身，使所有波长在单个元件内得到反射和增强，实现了更低的功耗、更低的成本、高可调性和即开即用的操作。
图2：器件示意图。
研究团队解释道，以前的方法很难激发梳状结构，而新方法只需打开电源，就可以直接控制梳状结构，操作简便。他们的创新成果通过集成III-V增益芯片和薄膜铌酸锂（TFLN）光子集成电路（PIC），解决了微梳的关键挑战。该激光器能够按需直接发射锁模微梳，具备内置的稳健即开即用操作功能，每个梳齿的线宽可低至600 Hz，整个梳子的频率调谐速率超过2.4 × 10^17 Hz/s，且光功率利用率达100%，全部用于梳生成。
这项研究展示了架构和操作的简便性、电光可重构性、高速可调性以及TFLN PIC所带来的多功能性，为按需生成锁模微梳开辟了广阔的前景。尽管在实现这些微梳激光器的过程中仍存在一些障碍，特别是在开发制造技术以在必要的公差范围内制造如此微小的组件方面，但研究人员对其设备的应用前景充满希望。例如，该设备在电信系统和自动驾驶汽车的光探测与测距（LiDAR）技术中具有巨大的潜力。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-024-48544-2
