洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院光子系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（PHOSL）的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種芯片級(jí)激光源，可提高半導(dǎo)體激光器的性能，同時(shí)能夠產(chǎn)生更短的波長(zhǎng)。

這項(xiàng)開創(chuàng)性的工作由洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Camille Brès教授和博士后研究員Marco Clementi領(lǐng)導(dǎo)，代表了光子學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)步，對(duì)電信、計(jì)量和其他高精度應(yīng)用具有重要意義。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《光：科學(xué)與應(yīng)用》雜志上，揭示了PHOSL研究人員如何與光子學(xué)和量子測(cè)量實(shí)驗(yàn)室合作，成功地將半導(dǎo)體激光器與含有微諧振器的氮化硅光子電路集成在一起。這種集成產(chǎn)生了一種混合設(shè)備，可以在近紅外和可見(jiàn)光范圍內(nèi)發(fā)出高度均勻和精確的光，填補(bǔ)了長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)行業(yè)構(gòu)成挑戰(zhàn)的技術(shù)空白。

由半導(dǎo)體激光器激活的微諧振器。

Brès教授解釋說(shuō)：“半導(dǎo)體激光器在現(xiàn)代技術(shù)中無(wú)處不在，從智能手機(jī)到光纖通信，無(wú)所不包。然而，由于缺乏連貫性和無(wú)法有效產(chǎn)生可見(jiàn)光，它們的潛力受到限制。我們的工作不僅提高了這些激光器的相干性，而且還將其輸出轉(zhuǎn)向可見(jiàn)光譜，為它們的使用開辟了新的途徑�！�

在這種情況下，相干性是指激光發(fā)射的光波相位的均勻性。高相干性意味著光波是同步的，從而產(chǎn)生具有非常精確顏色或頻率的光束。這一特性對(duì)于激光束的精度和穩(wěn)定性至關(guān)重要的應(yīng)用至關(guān)重要，例如計(jì)時(shí)和精密傳感。

提高準(zhǔn)確性和改善功能

該團(tuán)隊(duì)的方法包括將市售半導(dǎo)體激光器與氮化硅芯片耦合。這款微型芯片采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、高性價(jià)比的CMOS技術(shù)制造。由于該材料具有出色的低損耗特性，因此幾乎沒(méi)有光被吸收或逸出。

來(lái)自半導(dǎo)體激光器的光通過(guò)微觀波導(dǎo)流入極小的腔體，光束被捕獲在那里。這些腔體稱為微環(huán)諧振器，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可在特定頻率下共振，選擇性地放大所需波長(zhǎng)，同時(shí)衰減其他波長(zhǎng)，從而增強(qiáng)發(fā)射光的相干性。

另一項(xiàng)重大成就是混合系統(tǒng)能夠?qū)��?lái)自商用半導(dǎo)體激光器的光的頻率提高一倍，從而實(shí)現(xiàn)從近紅外光譜到可見(jiàn)光譜的轉(zhuǎn)變。