摘要
795纳米的波长对应于铷原子的D1跃迁，这一波长在原子光学泵浦、原子钟、磁强计和精密光谱学中得到了广泛应用。为了实现紧凑的自由空间准直、光束整形以及高效的光纤耦合，具有较低快轴（垂直）发散角的边缘发射半导体激光器是非常理想的。然而，在795纳米波长下实现低发散角的设计仍然存在局限性。在这里，我们提出并展示了用于795纳米边缘发射激光器的低发散角光子晶体外延（LD–PC）技术。通过设计周期性的n侧光子晶体堆栈，将基模垂直模式置于光子带边缘附近，可以在保持有效模式区分度的同时扩展垂直模式。基于GaAsP/AlGaAs单量子阱外延技术的窄脊Fabry–Pérot激光器被制造并进行了表征。优化后的LD–PC器件（脊宽3微米，腔长1毫米）在200毫安电流下输出227毫瓦的功率，阈值电流为23毫安，斜效率为1.28瓦/安，以及在25摄氏度连续波工作时的峰值壁插效率为55%。测量得到的远场发散角（FWHM）分别为7.16°（横向）和18.83°（垂直方向），这意味着与参考结构相比，垂直发散角从超过40°降低到了小于20°。这些结果验证了光子晶体外延技术是实现紧凑、高性能、低发散角795纳米半导体激光源的有效途径，适用于基于铷的原子系统。
