從近紫外到近紅外波長的“指尖大小”激光器

隨著技術以指數級的速度不斷進步，對新設備的需求也相應增加，將系統小型化為芯片變得越來越重要。微電子技術改變了我們操縱電力的方式，使復雜的電子產品成為我們日常生活中不可或缺的一部分。同樣，集成光子學一直在徹底改變我們控制光的方式，用于數據通信、成像、傳感和生物醫學設備等應用。通過使用微米級和納米級組件對光進行路由和整形，集成光子學將整個光學系統縮小到微型芯片的尺寸。

觸手可及的高性能激光器

盡管取得了成功，但集成光子學一直缺少實現完全小型化的關鍵組件：高性能芯片級激光器。雖然在近紅外激光器方面取得了一些進展，但目前為光子芯片供電的可見光激光器仍然是臺式的，而且價格昂貴。由于可見光對于包括量子光學、顯示器和生物成像在內的廣泛應用至關重要，因此需要可調諧窄線寬芯片級激光器來發射不同顏色的光。

集成激光平臺圖，其中單個芯片產生窄線寬和覆蓋所有顏色的可調可見光。

ColumbiaEngineering的LipsonNanophotonicsGroup的研究人員創造了非常純色的可見激光，從近紫外線到近紅外，適合指尖。激光的顏色可以精確調整并且速度極快——高達每秒267拍赫茲，這對于量子光學等應用至關重要。該團隊率先展示了芯片級窄線寬和可調諧激光器，適用于低于紅光的顏色——綠色、青色、藍色和紫色。這些廉價的激光器還具有發射可見光的任何可調窄線寬集成激光器中最小的占地面積和最短的波長(404nm)。該研究于2021年5月14日在截止日期后的CLEO2021會議上首次提出，并于2022年12月23日由NaturePhotonics在線發表。

該研究的主要作者MateusCoratoZanarella說：“這項工作令人興奮的是，我們利用集成光子學的力量打破了現有的范式，即高性能可見激光器需要臺式且成本數萬美元，”博士學位與希金斯電氣工程教授和應用物理學教授MichalLipson一起工作的學生�！暗侥壳盀橹�，縮小和大規模部署需要可調諧和窄線寬可見激光器的技術是不可能的。一個顯著的例子是量子光學，它需要在單個系統中使用多種顏色的高性能激光器。我們希望我們的發現將為現有技術和新技術實現完全集成的可見光系統�！�