Παρακαλώ χρησιμοποιήστε αυτό το αναγνωριστικό για να παραπέμψετε ή να δημιουργήσετε σύνδεσμο προς αυτό το τεκμήριο:
https://hdl.handle.net/10442/18504
Εξειδίκευση τύπου : | Άρθρο σε επιστημονικό περιοδικό |
Τίτλος: | Integrated Lasers with Transition-Metal-Dichalcogenide Heterostructures: Analysis and Design Utilizing Coupled-Mode Theory for Two-Dimensional Materials |
Δημιουργός/Συγγραφέας: | Nousios, Georgios Christopoulos, Thomas [EL] Τσιλιπάκος Οδυσσέας[EN] Tsilipakos, Odysseas Kriezis, Emmanouil E. |
Ημερομηνία: | 2023 |
Γλώσσα: | Αγγλικά |
ISSN: | 2331-7019 |
DOI: | 10.1103/PhysRevApplied.19.064027 |
Περίληψη: | We assess the continuous-wave and dynamic performance of a photonic laser cavity consisting of a
silicon-rich-nitride-on-insulator disk resonator overlaid with a transition-metal dichalcogenide (TMD)
bilayer heterostructure (WSe2/MoS2) acting as the gain medium. The optically pumped TMD heterostructure fosters an interlayer exciton with long radiative recombination lifetime, providing light emission
in the near-infrared (∼ 1130 nm). Following a meticulous design process, we propose a silicon-oninsulator-compatible, monolithically integrated optical source capable of emitting milliwatt power inside
an integrated waveguide, featuring a low pump-power threshold of ∼ 16 kW/cm2, and exhibiting an estimated total quantum efficiency of approximately 1.7%. The proposed laser cavity is analyzed and designed
using a rigorous theoretical framework based on perturbation theory and temporal coupled-mode theory,
capable of treating nanophotonic cavities of any geometry and material composition comprising both bulk
and/or sheet gain media. The framework is built upon fundamental electromagnetic and semiclassical gain
equations, rendering it general and adaptable to different cavity configurations and gain-media descriptions. It constitutes a powerful tool for the efficient analysis of contemporary micro- and nanophotonic
semiconductor lasers, since it is capable of predicting fundamental laser characteristics, providing design
directives, deriving continuous-wave design metrics, and evaluating the dynamic response of realistic laser
cavities. |
Τίτλος πηγής δημοσίευσης: | Physical Review Applied |
Τόμος/Κεφάλαιο: | 19 |
Τεύχος: | 6 |
Θεματική Κατηγορία: | [EL] Φυσική και θεωρητική χημεία[EN] Physical and theoretical chemistry [EL] Εφαρμοσμένη οπτική. Φωτονική[EN] Applied optics. Photonics |
Λέξεις-Κλειδιά: | Excitons Integrated optics Nanophotonics 2-dimensional systems Semiconductor lasers Transition metal dichalcogenides (TMDs) Electromagnetic wave theory Finite-element method Optoelectronics Photonics Semiconductor Physics |
EU Grant: | First Call for HFRI Research Projects to support Faculty members and Researchers and the procurement of high-cost research equipment grant |
EU Grant identifier: | HFRI-FM17-2086 |
Κάτοχος πνευματικών δικαιωμάτων: | © 2023 Publisher |
Ηλεκτρονική διεύθυνση στον εκδότη (link): | https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.19.064027 |
Σημειώσεις: | Supplemental material: https://journals.aps.org/prapplied/supplemental/10.1103/PhysRevApplied.19.064027 |
Εμφανίζεται στις συλλογές: | Ινστιτούτο Θεωρητικής και Φυσικής Χημείας (ΙΘΦΧ) - Επιστημονικό έργο
|
Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο:
Το πλήρες κείμενο αυτού του τεκμηρίου δεν διατίθεται προς το παρόν από τον ΗΛΙΟ.