2018年1月22日,在上海, 光泵浦、全硅(Si)分布反饋激光器已經被展示,這是由研究人員使用高密度硅納米晶體的有源層來開發的激光器。這種新的激光器提供了高光學增益,克服了Si從前發射時表現出的低效率。
為了提高Si的發射強度,復旦大學的研究人員開發了一種用于高密度Si納米晶的薄膜生長技術,然后他們使用這些高增益的Si納米晶體設計并制造了DFB諧振腔,用飛秒脈沖光泵浦觀察激光發射。
研究人員使用高壓、低溫鈍化方法,他們發現,與在較高溫度(大于500攝氏度)下的常壓氫氣鈍化相比,在較低溫度下的延長的高壓鈍化有助于懸掛鍵的完全飽和。這使光學增益與砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)達到的光學增益相當。
(a) DFB Si激光器的示意圖;(b) Si激光器的發射光譜是泵浦功率的函數。
Si納米晶體嵌入層(Si NC層)在熔融石英襯底上制備,Si NC層的增益通過可變條紋長度來判斷。為了校正測量的增益,光學損耗通過移位激發點技術獲得。
激光顯示了可靠的可重復性,在相似的制造條件下制造的四個樣品的激光峰值在760-770nm的光譜范圍內。研究小組表示,激光峰值的變化是由于有效折射率的微小差異造成的。當激光泵浦到閾值以上時,發射峰的半峰全寬從約120nm變窄到7nm。
據研究人員介紹,這臺激光器是世界上第一臺全硅激光器。這種光泵浦的全硅激光器可以實現電泵浦全硅激光器集成微電子和光電子,從而實現集成硅光子學。
Source: Photonics
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