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科學家首次在硅光子芯片上集成有機激光器

2016-04-25

       在納米光子學領域,科學家首次將有機增益介質的激光器集成到硅光子芯片上。未來在低成本生物傳感器領域具有很大的應用潛力,例如快速診斷等。

  “這是有機激光器首次被集成到單晶硅光子芯片上”,卡爾斯魯厄理工學院(KIT)研究員Christian Koos表示:“該激光器的實際意義為低成本大規模集成。從長遠來看,單個激光器的制造成本大幅度降低有望成為可能。”

  在同一基片上集成大量不同部件,低成本制造光學微芯片成為主要挑戰。時至今日,通過硅材料制造光學部件已成為可能。這些所謂的硅光子器件通過高 度發達的微電子納米制造工藝生產,這種制造工藝可以用于低成本大批量光子器件制造。這些微小的器件可以使信息通信更加節能高效,并且非常適合緊湊型生物傳 感器。

  如何在芯片上集成光源的問題仍未解決,由于其電子結構硅半導體很難作為光發射器。當在不同能態下電子轉移非常活躍,但是能量最終以熱能形式釋放,而不是光能。

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  硅光子芯片上的有機激光器

  KIT研究人員研發出一種新型紅外波段激光器。為達到這個目的,他們通過摻雜色素的高分子聚合物構成硅基維納波導。有機激光器運行能量來自于上部,垂直于芯片表面,由脈沖光源提供。產生的激光光束直接耦合進入硅基維納波導。研究人員成功實現了1310nm脈沖激光輻射,單片峰值功率超過1 W。通過摻雜不同色素,利用不同激光諧振腔,該激光器波長可以在款波段內調整。

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