新加坡采用納米半導(dǎo)體圓柱研制出超緊湊激光器

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2018-09-29

[據(jù)物理學(xué)組織網(wǎng)站2018年9月13日報(bào)道] 新加坡科學(xué)技術(shù)研究所（A*STAR）開發(fā)出納米半導(dǎo)體圓柱陣列微型激光器。這是首次在非金屬結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)激射，并有望產(chǎn)生可用于各種光電子設(shè)備中的微型激光器。

微型激光器廣泛應(yīng)用于CD、DVD播放器中。如今，光學(xué)工程師正在開發(fā)納米激光器——小得人眼無法觀察到。將高折射率半導(dǎo)體制成微型結(jié)構(gòu)陣列，已成為制備納米激光器的一種有前景的方法。微型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可充當(dāng)小型天線，在特定波長下發(fā)生諧振。然而，將微型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制成微腔是一項(xiàng)挑戰(zhàn)——微腔是激光器的心臟，光線在微腔會(huì)發(fā)生反射并被放大。

現(xiàn)在，新加坡科學(xué)技術(shù)研究所Arseniy Kuznetsov，Son Tung Ha，RamónPaniagua-Domínguez以及他們在A * STAR材料研究和工程研究所的同事，利用駐波克服了上述問題。駐波最初由量子力學(xué)預(yù)測，大約十年前，這種波在光學(xué)中得到了實(shí)驗(yàn)證明。

本發(fā)明中存在一種意外發(fā)現(xiàn)的因素。庫茲涅佐夫說：“最初我們計(jì)劃根據(jù)陣列中的衍射共振產(chǎn)生激光，但是在制作樣品并測試后，我們發(fā)現(xiàn)這種強(qiáng)烈的增強(qiáng)效果與預(yù)期不同。當(dāng)我們回去做進(jìn)一步的模擬和分析時(shí)，我們意識到我們創(chuàng)造了這些特殊的波?！?/p>

該驗(yàn)證是團(tuán)隊(duì)五年的研究結(jié)果。庫茲涅佐夫指出，這是一場與時(shí)間的賽跑，因?yàn)槠渌麍F(tuán)體也在努力開發(fā)有源納米天線?！爸钡浆F(xiàn)在，還沒有在納米天線結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)激射，”他說?！耙虼耍瑢τ诮殡娂{米天線研究團(tuán)隊(duì)來說，這是一大步?！?/p>

新的激光器也優(yōu)于其他類型微型激光器。首先，該激光器可以很容易地控制其狹窄、明確定義的光束方向——在器件應(yīng)用中經(jīng)常需要這種可操作性。此外，由于納米圓柱體分布稀疏，激光器是高度透明的，這對于包含其他光學(xué)組件的多層器件是有益的。

該團(tuán)隊(duì)正在努力開發(fā)電激勵(lì)式激光器，而不是像本研究中那樣通過光激發(fā)，這將是實(shí)現(xiàn)商用納米激光器的重大進(jìn)步。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所許文琪）

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