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一种可以“重塑集成光子学格局”的激光器

2022年10月21日
小芯片上参差不齐的激光线.由林强领导的研究小组, 罗彻斯特大学电子和计算机工程教授, 开发了第一个多色集成Pockels激光器,在电信波长发射高相干光, 允许激光频率调谐在创纪录的速度, 是第一个在可见光波段可快速配置的窄线宽激光器. (亚博买球图片/ J. 亚当窗口)

亚博买球的研究人员看到了激光雷达、原子物理、AR/VR的应用.

如何将充满整个房间的台式激光器的优势整合到半导体芯片上 指甲那么大?

由清华大学电子与计算机工程教授林强共同领导的研究小组 罗彻斯特大学, 为应对这一挑战树立了新的里程碑, 第一个多色集成Pockels激光器:

  • 发射通信波长的高相干光
  • 允许激光频率调谐在创纪录的速度
  • 第一个窄线宽激光器与快速配置在可见光波段

该项目,描述在 自然通讯, 是由约翰·鲍尔斯领导的吗, 加州大学圣巴巴拉分校杰出教授, 和克里·瓦哈拉, 加州理工学院的教授. 克莱姆森大学(Clemson 大学)教授Lin Zhu也参与了该项目.

这项技术“有可能重塑集成光子学的格局,联合主要作者李明晓写道, 他以前是林的博士生 纳米光子学实验室 在亚博买球 哈吉姆工程学院 & 应用科学张林(Lin Chang)是加州大学圣巴巴拉分校(大学 of California/Santa Barbara)前博士后.

它将为集成半导体激光器在激光雷达(光探测和测距)遥感中的新应用铺平道路, 例如, 在自动驾驶汽车中. 这项技术还可能推动微波光子学、原子物理学和AR/VR技术的发展.

“全片上激光解决方案”

集成半导体激光器是集成光子学的核心, 在过去的几十年里,信息技术和基础科学取得了许多进步.

一种新型集成半导体激光器原理图.

一种新型集成半导体激光器的原理图, 由林强领导的研究团队开发, 谁具有“重塑集成光子学格局的潜力?.(绘画:李明晓)

“然而, 尽管取得了这些令人瞩目的成就, 目前的集成激光器缺少关键功能,李说. “两大挑战, 缺乏快速可重构性和狭窄的光谱窗口, 已经成为阻碍许多应用程序发展的主要瓶颈,Chang补充道.

研究人员表示,他们已经通过创造一种新型集成半导体激光器克服了这些挑战, 基于 泡克耳斯效应. 该激光器集成了一个铌酸锂绝缘子平台.

这项新技术包括以下有益的特点:

  • 快速频率啁啾, 这在激光雷达传感器系统中是无价的, 它通过记录发射短脉冲和接收反射光之间的时间来测量距离.
  • 克服传统集成半导体激光器频谱带宽限制的频率转换能力. 这将“极大地缓解”开发新波长激光器的困难.
  • 波长窄,可快速重构, 提供“完全片上激光解决方案”来探测和操纵原子物理中的原子和离子, 并有利于AR/VR和其他短波应用.

林的团队的其他合著者包括博士后何洋和研究生林经纬, 时新雪, 杰里米石柱, 雷蒙德Lopez-Rios, 乌斯曼·贾维德.

这项研究得到了美国国防高级研究计划局(DARPA)的资助。, 国防威胁减少局-化学和生物防御联合科学技术办公室, 和国家科学基金会.


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类别: 科学 & 技术