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王雪华教授、李俊韬副教授、刘进教授研究团队在通信波段硅基纳米激光器取得重要进展

文章录入:王婧 文章编辑:王婧 点击数:98 更新时间:2018-06-15

硅光子学是一门在单个芯片上集成大量光电子功能器件的技术,其充分利用了CMOS工业的制造技术,具有低成本、高集成度、大规模生产的优势。目前,人们已经研究演示了超低损耗波导、超快电光调制器、宽带光探测器等硅基光子学中的关键光电子器件。然而,由于硅材料的间接带隙属性,在光通信波段的集成高效硅基光源仍然是一个巨大挑战。

近日,物理学院、光电材料与国家重点实验室王雪华教授、李俊韬副教授、刘进教授研究团队与英国约克大学Thomas Krauss教授和王玥博士研究团队,在通信波段硅基纳米激光器取得重要进展。该研究工作证明,通过提高微腔光场模式与增益介质的交叠体积能有效提高少层二碲化钼(过渡金属二硫属化物二维材料)在近红外波段的发光增益。从而使用少层而非严格单层的二碲化钼作为增益介质以及远场优化的硅基光子晶体微腔作为共振腔,在光泵浦激发和室温条件下,首次在光纤通信系统O波段(1260 nm – 1360 nm)实现了低阈值(1.5 kW/cm2)的二维材料-硅基纳米激光器。该研究工作为硅基光子芯片中的集成光源提供了新的解决方案,并为后续利用低成本的CMOS硅基制备技术和CVD生长二维材料技术实现硅基纳米激光器大规模制备提供了可能性。

本成果以封面文章发表在期刊《Laser & Photonics Reviews》(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/lpor.201800015),该期刊为物理学顶级综述期刊,2017年总发行量为73篇。文章第一作者为物理学院博士生方汉林及刘进教授,李俊韬副教授为通信作者。

本系列研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广州市科技计划以及光电材料与技术国家重点实验室、国家超级计算广州中心等项目的大力支持。

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