复旦制造全球首个全硅激光器促进全硅激光器产业发展-99银河

日前，复旦大学信息科学与工程学院吴翔教授、陆明教授和张树宇副教授合作团队顺利研制出世界上首个全硅激光器。不同于以往的混合型硅基激光器，本次研究最后构建由硅自身作为增益介质产生激光。该研究是构建硅光电子领域近30年来获得的一项重大突破。

构建硅光电子融合了当今两大支柱产业——微电子产业和光电子产业——的精华。硅激光器是构建硅光电子芯片的基本元件，是构建构建硅光电子的关键。

构建硅光电子预计将普遍应用于远程数据通信、传感、灯光、表明、光学、检测、大数据等众多领域。然而，硅自身的闪烁极弱，如何将硅处置成具备高增益的激光材料，仍然是一个瓶颈问题。自2000年实验证明硅纳米晶材料可以构建光缩放以来，这一瓶颈一直容许着硅激光器的发展。早在2005年全硅拉曼激光器问世时，有关“全硅激光器”的新闻就曾引发过社会注目。

然而，这是一种将外来激光导入到硅芯片后产生的激光器，硅本身并不作为光源。同年，混合型硅基激光器面世。这种激光器是在现有的硅基波导芯片的基础上，必要黏合上成熟期的III－V族半导体激光器，使两个部件人组沦为一个混合型硅基激光器。

某种程度，硅本身不是光源。混合型激光器和现有硅工艺兼容性较好，还不会产生晶格失配问题。

此次研发的硅激光器与以往有所不同，它的闪烁材料（增益介质）是硅本身（硅纳米晶材料），激光器可做到在硅芯片上，所以是确实意义上的全硅激光器。复旦大学科研团队首先糅合并发展了一种高密度硅纳米晶薄膜制取技术，由此明显提升了硅纳米晶闪烁层的发光强度；之后，为解决常规氢腐蚀方法无法充份饱和状态挂键缺失这一问题，他们发展了一种新型的高压低温氢腐蚀方法，使得硅纳米晶闪烁层的光增益乘势超过一般来说III－V族激光材料的水平；在此基础上，他们设计和制取了适当的产于对系统式（DFB）谐振腔，最后顺利取得光泵浦DFB型全硅激光器。这种激光器不仅解决了半导体材料生长过程中不会产生的晶格失配和工艺兼容性劣的问题，同时，作为地表储备量第二非常丰富的元素，以硅做到光增益材料也可以防止对稀有元素如镓、铟等的过度倚赖。

据报，未来，团队还将更进一步研发和完备电泵浦技术，增进全硅激光器的产业化发展。

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