科學(xué)家首次在硅光子芯片上集成有機(jī)激光器

　　在納米光子學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家首次將有機(jī)增益介質(zhì)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(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力，例如快速診斷等。

　　“這是有機(jī)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(xué)院(KIT)研究員Christian Koos表示：“該激光器的實(shí)際意義為低成本大規(guī)模集成。從長遠(yuǎn)來看，單個(gè)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(xué)微芯片成為主要挑戰(zhàn)。時(shí)至今日，通過硅材料制造光學(xué)部件已成為可能。這些所謂的硅光子器件通過高度發(fā)達(dá)的微電子納米制造工藝生產(chǎn)，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(jié)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(jié)構(gòu)硅半導(dǎo)體很難作為光發(fā)射器。當(dāng)在不同能態(tài)下電子轉(zhuǎn)移非常活躍，但是能量最終以熱能形式釋放，而不是光能。

　　硅光子芯片上的有機(jī)激光器

　　KIT研究人員研發(fā)出一種新型紅外波段激光器。為達(dá)到這個(gè)目的，他們通過摻雜色素的高分子聚合物構(gòu)成硅基維納波導(dǎo)。有機(jī)激光器運(yùn)行能量來自于上部，垂直于芯片表面，由脈沖光源提供。產(chǎn)生的激光光束直接耦合進(jìn)入硅基維納波導(dǎo)。研究人員成功實(shí)現(xiàn)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(nèi)調(diào)整。