耶鲁大学新型硅激光器的技术核心与未来前景

日前，耶鲁大学科学家创造了一种新型的硅激光器，它使用声波来放大光线。

耶鲁大学应用物理学副教授Peter Rakich领导了这项研究，他说：“在过去几年，我们看到硅光子技术呈爆发式增长。我们开始看到这些技术进入消费品，使我们的数据中心运行得更快。我们还发现新的光子器件和技术，有望在生物传感、片上量子信息等领域引起变革。”

技术核心

在跑道形状激光器设计围栏中放大光，在环形运动中捕获光。跑道设计是创新的关键部分。在这种方式，我们可以将光放到最大，并提供发生激射的最大反馈。为了使用声波放大光，硅激光器采用特殊结构。本质上，特殊结构是一个纳米级波导，旨在严格限制光波和声波，并最大限度地发挥光波与声波间的相互作用。这个波导的独特之处在于，存在两种不同的光传输通道。这使得我们能够以相当可靠、灵活的激光设计，影响光声耦合。

在开发新的激光器中主要存在两个挑战：第一，设计并制造器件，这些器件中的放大超出损耗，第二指出这个系统的反直觉动态。虽然该系统是光学激光器，但它也会产生非常连贯的超音速波。

进展意义

研究人员表示，如果不使用这种结构，使用声波进行的光放大将不可能在硅中实现。“我们所采用的光－声相互作用此前并不真实存在这些光电路中，我们已经将其转化为在硅中的最强放大机制。现在，我们能够将其用于几种新的类型激光器技术中，这些技术中的任何一个在10年前都不存在。”