具有巨大潜力的微环谐振器可大大改善激光技术

洛桑联邦理工学院光子系统实验室（PHOSL）的科研团队开发了一种芯片级激光源，可提高半导体激光器的性能，同时能够产生更短的波长。

这项开创性的工作由洛桑联邦理工学院的Camille Brès教授和博士后研究员Marco Clementi领导，代表了光子学领域的重大进步，对电信、计量和其他高精度应用具有重要意义。

这项研究发表在《光：科学与应用》杂志上，揭示了PHOSL研究人员如何与光子学和量子测量实验室合作，成功地将半导体激光器与含有微谐振器的氮化硅光子电路集成在一起。这种集成产生了一种混合设备，可以在近红外和可见光范围内发出高度均匀和精确的光，填补了长期以来对行业构成挑战的技术空白。

由半导体激光器激活的微谐振器。

Brès教授解释说：“半导体激光器在现代技术中无处不在，从智能手机到光纤通信，无所不包。然而，由于缺乏连贯性和无法有效产生可见光，它们的潜力受到限制。我们的工作不仅提高了这些激光器的相干性，而且还将其输出转向可见光谱，为它们的使用开辟了新的途径。”

在这种情况下，相干性是指激光发射的光波相位的均匀性。高相干性意味着光波是同步的，从而产生具有非常精确颜色或频率的光束。这一特性对于激光束的精度和稳定性至关重要的应用至关重要，例如计时和精密传感。

提高准确性和改善功能

该团队的方法包括将市售半导体激光器与氮化硅芯片耦合。这款微型芯片采用行业标准、高性价比的CMOS技术制造。由于该材料具有出色的低损耗特性，因此几乎没有光被吸收或逸出。

来自半导体激光器的光通过微观波导流入极小的腔体，光束被捕获在那里。这些腔体称为微环谐振器，经过精心设计，可在特定频率下共振，选择性地放大所需波长，同时衰减其他波长，从而增强发射光的相干性。

另一项重大成就是混合系统能够将来自商用半导体激光器的光的频率提高一倍，从而实现从近红外光谱到可见光谱的转变。