2018年1月22日,在上海, 光泵浦、全硅（Si）分布反饋激光器已經(jīng)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(lái)開發(fā)的激光器。這種新的激光器提供了高光學(xué)增益，克服了Si從前發(fā)射時(shí)表現(xiàn)出的低效率。

為了提高Si的發(fā)射強(qiáng)度，復(fù)旦大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種用于高密度Si納米晶的薄膜生長(zhǎng)技術(shù)，然后他們使用這些高增益的Si納米晶體設(shè)計(jì)并制造了DFB諧振腔，用飛秒脈沖光泵浦觀察激光發(fā)射。

研究人員使用高壓、低溫鈍化方法，他們發(fā)現(xiàn)，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(zhǎng)的高壓鈍化有助于懸掛鍵的完全飽和。這使光學(xué)增益與砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）達(dá)到的光學(xué)增益相當(dāng)。

(a) DFB Si激光器的示意圖；(b) Si激光器的發(fā)射光譜是泵浦功率的函數(shù)。

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(guò)可變條紋長(zhǎng)度來(lái)判斷。為了校正測(cè)量的增益，光學(xué)損耗通過(guò)移位激發(fā)點(diǎn)技術(shù)獲得。

激光顯示了可靠的可重復(fù)性，在相似的制造條件下制造的四個(gè)樣品的激光峰值在760-770nm的光譜范圍內(nèi)。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(dāng)激光泵浦到閾值以上時(shí)，發(fā)射峰的半峰全寬從約120nm變窄到7nm。

據(jù)研究人員介紹，這臺(tái)激光器是世界上第一臺(tái)全硅激光器。這種光泵浦的全硅激光器可以實(shí)現(xiàn)電泵浦全硅激光器集成微電子和光電子，從而實(shí)現(xiàn)集成硅光子學(xué)。