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北京大学在片上微纳激光器精确集成领域取得重要进展

发布日期:2023-10-11 00:03浏览次数:
本文摘要:随着信息化时代的到来,信息量爆炸式快速增长,使用传统的集成电路处置可观的数据早已愈发捉襟见肘。而光子构建电路和光子芯片具备低功耗、高速率、大比特率等优势,是未来光信息处理系统的一种不切实际方案。光子芯片一般还包括片上光源、信号处理和信号观测三个主要部分。 把具备有所不同材料、有所不同结构和有所不同功能的微纳光子器件准确、高效率地构建在单个芯片上是构建光子芯片的关键技术之一。

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随着信息化时代的到来,信息量爆炸式快速增长,使用传统的集成电路处置可观的数据早已愈发捉襟见肘。而光子构建电路和光子芯片具备低功耗、高速率、大比特率等优势,是未来光信息处理系统的一种不切实际方案。光子芯片一般还包括片上光源、信号处理和信号观测三个主要部分。

把具备有所不同材料、有所不同结构和有所不同功能的微纳光子器件准确、高效率地构建在单个芯片上是构建光子芯片的关键技术之一。近日,北京大学“极端光学创意研究团队”发展了一种高精度的暗场光学光学定位技术(方位不确认度仅有21nm),并融合电子束套刻工艺,构建了片上量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的准确、分段、可用构建。

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这种微盘-银纳米线填充结构同时具备介质激光器与表面等离激元波导的优势,因此不仅具备介质激光器的较低阈值与较宽线宽特性,而且具备表面等离激元波导的深亚波长场束缚特性。基于这种灵活性、高效率的制取方法,他们构建了片上微盘激光器与表面等离激元波导间多种形式的准确高效率构建,还包括切向构建、径向构建以及简单构建,并且对量子点无任何加工受损;更进一步,通过同时构建多个片上微盘激光器与多个银纳米线表面等离激元波导,他们取得了多模、单色单模以及双色单模的深亚波长(0.008λ2)相干性输入光源。这些高性能的深亚波长相干性输入光源可以更容易地耦合并分配至其它深亚波长表面等离激元光子器件和电路中。

因此,这种灵活性、高效率的准确构建方法在低构建密度的光子-表面等离激元填充光子电路中具备最重要应用于,并且这种方法可以扩展到其它材料和其它功能的微纳光子器件构建中,为未来光子芯片的构建获取了一种不切实际的解决方案。该工作于2018年5月公开发表在AdvancedMaterials上(AdvancedMaterials2018,30,1706546),并以卷首插画(Frontispiece)的形式不予重点报导。

文章的第一作者为北京大学物理学院博士研究生容科秀,陈建军研究员为通讯作者。该研究工作获得了国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创意中心和极端光学协同创意中心等的反对。

图1.片上胶体量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的准确、分段、可用构建。


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