閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
深度解讀

復旦大學課題組成功研制首個全硅激光器

星之球科技 來源:探索黑科技2018-01-18 我要評論(0 )   

復旦大學光科學與工程系吳翔教授、陸明教授和光源與照明工程系張樹宇副教授合作團隊,基于所研發(fā)的高增益硅納米晶薄膜,成功研制

 復旦大學光科學與工程系吳翔教授、陸明教授和光源與照明工程系張樹宇副教授合作團隊,基于所研發(fā)的高增益硅納米晶薄膜,成功研制出世界上首個全硅激光器。這一成果近期在Science Bulletin以快報形式報道。
(a)DFB全硅激光器的光泵浦和發(fā)光示意圖;插圖:DFB激光器件的實物照片。(b)樣品的PL譜隨泵浦功率的變化;背景:DFB結構的橫截面SEM圖像。
 
集成硅光電子結合了當今兩大支柱產(chǎn)業(yè)—微電子產(chǎn)業(yè)和光電子產(chǎn)業(yè)—的精華,預期將在通信、傳感、照明、顯示、成像、檢測等眾多領域帶來新的技術革命。
 
硅激光器是實現(xiàn)集成硅光電子的關鍵。由于硅的間接帶隙結構特性,目前,硅的光增益較之通常的III-V族激光材料,仍有1-2個數(shù)量級的差距。為避開這個瓶頸,國際上將成熟的III-V族激光器制備在硅基片上,成為一種混合的硅基激光器。而以硅自身作為增益介質的全硅激光器可以更好地匹配現(xiàn)有硅工藝,大幅提升器件的可靠性,其研制既是科學技術上的挑戰(zhàn),也是集成硅光電子所必需。
 
為了大幅增強硅的光增益,復旦大學吳翔教授、陸明教授和張樹宇副教授合作團隊,首先借鑒并發(fā)展了一種高密度硅納米晶薄膜生長技術,由此顯著提高了硅發(fā)光層的發(fā)光強度;之后,為克服通常氫鈍化方法無法充分飽和懸掛鍵缺陷這一問題,他們發(fā)展了一種新型的高壓低溫氫鈍化方法,使得硅發(fā)光層的光增益一舉達到通常III-V族激光材料(如GaAs、InP等)的水平;在此基礎上,他們設計和制備了相應的分布反饋式(DFB)諧振腔,最終成功獲得光泵浦DFB型全硅激光器。光泵浦全硅激光器的研制成功,也為下一步研制電泵浦全硅激光器提供了參考依據(jù)。
 
實驗發(fā)現(xiàn),隨著高壓低溫氫鈍化的進行,硅發(fā)光層的光增益持續(xù)增強,最終達到GaAs、InP的水平。實驗中還觀察到了滿足激光產(chǎn)生條件的所有判據(jù):閾值效應、譜線大幅收窄、偏振效應以及定向發(fā)射。激射峰值為770nm波長。之后他們又重復制備了四個相同結構的激光器。由于各發(fā)光層的有效折射率略有差異,所得到的四個激射峰值波長分布在760-770nm范圍,半峰寬(FWHM)由激射前的約120nm縮小到激射后的7nm。

轉載請注明出處。

激光器激光技術
免責聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權使用作品的,應在授權范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關責任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網(wǎng)提出書面權利通知,并提供身份證明、權屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關涉嫌侵權的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關評論
精彩導讀