波長(cháng)范圍超過(guò)100納米的納米激光器問(wèn)世

訊石光通訊網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間:2008/9/16 10:51:51 編者:iccsz

摘要：美國科學(xué)家將多重量子阱(multi-quantum well, MQW)納米線(xiàn)激光器的芯及外殼個(gè)別優(yōu)化，結果讓控制性及可調性達到前所未有的水平。這種微型光源能發(fā)出波長(cháng)介于365及494 nm的激光，亦即波長(cháng)可調范圍超過(guò)100 nm。

美國科學(xué)家將多重量子阱(multi-quantum well, MQW)納米線(xiàn)激光器的芯及外殼個(gè)別優(yōu)化，結果讓控制性及可調性達到前所未有的水平。這種微型光源能發(fā)出波長(cháng)介于365及494 nm的激光，亦即波長(cháng)可調范圍超過(guò)100 nm。

哈佛大學(xué)的Charles Lieber指出，該小組制作出第一個(gè)圍繞納米線(xiàn)芯的同心MQWs，這些MQW不但創(chuàng )下結構復雜度的新高，而且讓科學(xué)家得以分別研究納米線(xiàn)激光器的兩大要素：共振腔與增益介質(zhì)。該小組認為這是朝獨立(free-standing)注入型納米激光器發(fā)展的第一步。

納米線(xiàn)激光器并非新概念，但先前的研究都著(zhù)重于均質(zhì)(homogeneous)的半導體，如氮化鎵(GaN)，這表示激光器的波長(cháng)取決于材料的能隙，所以無(wú)法設計與調整激光器特性。Lieber團隊所制備的激光器則以GaN納米線(xiàn)芯為共振腔，InGaN/GaN組成的MQW外殼作為成份可調的增益介質(zhì)。在室溫下操作，只要改變銦的摻雜量，可使組件發(fā)光波長(cháng)從365 nm調至494 nm。

Lieber表示，將增益介質(zhì)與共振腔分開(kāi)研究的目的，是為了找到兩個(gè)獨立參數的最好結構效率。MQW納米線(xiàn)異質(zhì)結構(heterostructures)包含3到26個(gè)量子阱，納米線(xiàn)直徑寬約200到400 nm，長(cháng)度約20到60 μm，并以波長(cháng)266 nm的Q開(kāi)關(guān)摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光器加以激發(fā)。

Lieber團隊目前朝多個(gè)方向研究，首先他們希望生長(cháng)更小的芯或增加披覆層，來(lái)降低激光器的閥值。由于增益介質(zhì)與共振模態(tài)間的耦合率較好，所以量子阱層數越多，激光器閾值就越低。Lieber認為在最佳的共振腔結構下，只要數個(gè)量子阱就能夠達成激光器。另外，他們也將研究電激發(fā)的可行性，例如嘗試在單一個(gè)納米線(xiàn)中結合MQW與摻質(zhì)調制，以獲得注入型納米激光器。

Lieber表示，長(cháng)遠的目標應該是電激發(fā)、多波長(cháng)、低閥值的納米激光器數組，而它們在異質(zhì)積體光電芯片中的應用將是可預期的。詳見(jiàn)Nature Materials doi:10.1038/nmat2253。

內容來(lái)自：光電新聞網(wǎng)
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文章標題:波長(cháng)范圍超過(guò)100納米的納米激光器問(wèn)世

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