您如何将充满房间的台式激光器的优势集成到指甲大小的半导体芯片上?罗切斯特大学电气与计算机工程教授林强共同领导的研究团队在应对这一挑战方面树立了新的里程碑,首个多色集成激光器:
该技术“有可能重塑集成光子学的格局,”共同主要作者、前博士生李明晓写道。罗切斯特哈吉姆工程与应用科学学院林纳米光子学实验室的学生,以及加州大学/圣巴巴拉分校的前博士后林昌。
它将为集成半导体激光器在LiDAR(光探测和测距)遥感中的新应用铺平道路,例如用于自动驾驶汽车。该技术还可能导致微波光子学、原子物理学和AR/VR的进步。
“完全片上激光解决方案”
集成半导体激光器一直是集成光子学的核心,在过去几十年中推动了信息技术和基础科学的许多进步。
“然而,尽管取得了这些令人印象深刻的成就,但目前的集成激光器仍缺少关键功能,”李说。“两个主要挑战,缺乏快速可重构性和窄光谱窗口,已成为阻碍许多不断发展的应用程序进展的主要瓶颈,”Chang补充道。
研究人员表示,他们已经通过基于普克尔斯效应创建一种新型集成半导体激光器克服了这些挑战。该激光器与绝缘体上铌酸锂平台集成。
新技术包括以下有益功能:
快速频率啁啾,这在LiDAR传感器系统中将是无价的,该系统通过记录短脉冲发射和反射光接收之间的时间来测量距离。
克服传统集成半导体激光器光谱带宽限制的频率转换能力。这将“显着缓解”开发新波长激光器的困难。
窄波长和快速可重构性,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和其他短波长应用。