美利用光波-聲波耦合開發(fā)出新的硅基激光器

近日，美國耶魯大學利用聲波開發(fā)出一種新的硅。

耶魯大學應用物理學教授說：“在過去幾年，我們看到硅光子技術呈爆發(fā)式增長。我們開始看到這些技術進入消費品，使我們的數(shù)據(jù)中心運行得更快。我們還發(fā)現(xiàn)新的光子器件和技術，有望在生物傳感、片上量子信息等領域引起變革。"

研究人員表示：“這種快速增長迫使人們開發(fā)新的硅器，為新電路供電，這是由于硅的間接帶隙造成的歷史難題。硅的固有性質對于許多芯片級光學技術非常有幫助，但是采用電注入很難讓硅輻射激光。這個問題困擾了科學家超過十年。為了避免這個問題，我們需要找到其他方法放大芯片上的光線——我們使用光波和聲波的組合。"

在跑道形狀激光器設計圍欄中放大光，在環(huán)形運動中捕獲光。跑道設計是創(chuàng)新的關鍵部分。在這種方式，我們可以將光放到，并提供發(fā)生激射的反饋。為了使用聲波放大光，硅激光器采用特殊結構。本質上，特殊結構是一個納米級波導，旨在嚴格限制光波和聲波，并限度地發(fā)揮光波與聲波間的相互作用。這個波導的之處在于，存在兩種不同的光傳輸通道。這使得我們能夠以相當可靠、靈活的激光設計，影響光聲耦合。

在開發(fā)新的激光器中主要存在兩個挑戰(zhàn)：，設計并制造器件，這些器件中的放大超出損耗，第二指出這個系統(tǒng)的反直覺動態(tài)。雖然該系統(tǒng)是光學激光器，但它也會產(chǎn)生非常連貫的超音速波。

該研究成果發(fā)表在《科學》雜志。