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半导体微纳激光器

l  技术原理   

微纳激光器是一种由尺寸在微米或亚微米量级的光学谐振腔和增益介质组成的微型激光器,实现了对光在三个维尺度上的限制。通常而言,由于光学腔物理体积的减小,使得微纳光学谐振腔内的径向模式数目相应地减少,进而影响腔中增益介质的自发辐射和激射特性。

微纳激光器在诸多领域有着广泛的应用价值:

首先,由于尺寸非常小,在大规模高密度的集成方面有良好的应用前景,能大大减小器件的体积、降低光学元件的成本;

其次,由于微腔的限制作用,自发辐射耦合到激光模式内的比率增加,降低了激射的阈值,进而降低器件的功耗;

再次,由于光腔的品质因子非常高,微纳激光器具有极高的响应,即使很小的折射率变化也会引起巨大的光学模式变化,因此可以作为超灵敏感应器,使温度、生物的传感甚至单分子的实时监控与探测成为可能;

除此之外,高品质的微纳激光器也是基础研究的一个理想平台,如单光子的发射和检测、强耦合情况下腔量子电动力学的研究等。