Создан первый в мире лазер, полностью изготовленный из кремния

Лазерный свет

Интегрированная кремниевая фотоника заключает в себе микроэлектронные, оптоэлектронные узлы и компоненты, и такая комбинация может обеспечить прорывы во множестве областей, включая коммуникации, освещение, технологии отображения информации и т.п. Но для того, чтобы обеспечить полную интеграцию кремниевой фотоники в структуру полупроводниковых чипов требуются лазеры, изготовленные полностью из совместимых материалов, из кремния, в идеале. Однако, оптические свойства кремния на порядок или два хуже свойств полупроводников III-V группы, поэтому до последнего времени исследователям приходилось идти на компромиссы и создавать лазеры из полупроводниковых материалов, имеющих слабый уровень совместимости с существующими производственными технологиями.

Не так давно, группа исследователей из Фуданьского университета, Китай, создала первый в мире полностью кремниевый лазер, использовав для этого кремниевые нанокристаллы, обладающие из-за своих малых размеров высокими оптическими свойствами. Из этих нанокристаллов при помощи специального метода выращивания, бала изготовлена высокоплотная кремниевая пленка, благодаря которой была получена эффективность нового лазера, сопоставимая с эффективностью подобных лазеров из арсенида галлия (GaAs) или фосфида индия (InP).

Поверхность кремниевого основания будущего лазера была пассивирована при низкой температуре и при высоком давлении, и на ней была создана резонансная впадина, форма которой обеспечивала оптическую распределенную обратную связь. Эта обратная связь отлично сработала при определенном уровне накачки лазера, по достижению которого ширина спектрального пика, области спектра, на которую приходится максимальное количество излучаемого света, сузилась со 120 до 7 нанометров.

Процесс изготовления кремниевых лазеров продемонстрировал на удивление достаточно высокую воспроизводимость и повторяемость параметров лазеров. Пик спектра излучения всех четырех изготовленных опытных образцов лежал в пределах от 760 до 770 нанометров. Причиной этих незначительных различий стали различия в значениях коэффициента преломления кремниевого материала, буквально спрессованного из кремниевых нанокристаллов.

Отметим, что новый кремниевый лазер сейчас использует оптическую накачку, т.е. для его работы требуется свет из внешнего источника. Тем не менее, создание этого лазера является лишь первым шагом на пути к созданию полностью кремниевого лазера с электрической накачкой.

Ключевые слова:
Кремниевая, Фотоника, Чип, Лазер, Нанокристалл, Эффективность, Полупроводник, Свет

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Ученые собрались превратить свет в материю при помощи мощных лазеров
Ученые-физики из Имперского колледжа в Лондоне готовятся к проведению ряд экспериментов, целью которых является подтверждение одной из теорий, выдвинутой 84 года назад. Эта теория, ...
Ученым удалось определить верхний предел скорости звука
Международная группа, в которую входили ученые из университета королевы Марии, Лондон, Кембриджского университета и Института физики высоких давлений, Троицк, Россия, провела ряд исследований, результатом ...
Ученые CERN приступили к созданию мобильной ловушки для перемещения антиматерии между исследовательскими лабораториями
Известно, что антиматерия - это субстанция, хранение и транспортировка которой сопряжены со многими трудностями из-за того, что она, эта антиматерия, сразу же стремится уничтожить ...
Физики предложили новый способ «охоты» на темную материю, использующий существующие датчики гравитационных волн
Напомним нашим читателям, что в свое время для объяснения некоторых явлений, касающихся гравитационных эффектов от массивных астрономических объектов, учеными было предложено понятие темной материи. ...
Самая быстрая камера в мире на сегодняшний день снимает со скоростью 70 триллионов кадров в секунду
Наилучшие модели камер, устанавливаемых в современных смартфонах, могут снимать в режиме замедленной съемки со скоростью более 1000 кадров в секунду, скорость же профессиональных специализированных ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика