耶鲁大学教授Hong Tang领导的研究团队开发出了首台芯片级掺钛蓝宝石激光器——这项创新可能会带来原子钟、量子计算和光谱传感器等新应用。研究结果已发表在Nature Photonics上。
台式钛蓝宝石激光器是许多学术和工业实验室的必备设备。但这种激光器的大带宽是以相对较高的阈值或所需的功率为代价的。因此，这些激光器价格昂贵且占用大量空间，这在很大程度上限制了它们在实验室研究中的应用。如果不克服这一限制，钛蓝宝石激光器将仍仅限于小众客户。
为此，他们展示了世界上首台集成芯片级光子电路的掺钛蓝宝石激光器，提供了芯片上迄今为止最宽的增益光谱——为众多新应用铺平了道路。钛蓝宝石激光器的性能与芯片的小尺寸相结合，可以驱动受功耗或空间限制的应用，如原子钟、便携式传感器、可见光通信设备，甚至量子计算芯片。
成功的关键在于激光的低阈值。传统掺钛蓝宝石激光器的阈值超过100 mW，而他们开发的系统阈值约为6.5 mW。通过进一步的调整，他们相信可以进一步降低到1 mW。这一系统也与氮化镓光电系列兼容，氮化镓光电系列广泛用于蓝色发光二极管和激光器。
他们的原型光子电路集成掺钛蓝宝石激光器为下一代有源-无源集成可见光光子学中的宽带可调谐激光器开辟了一条可靠的途径。
Hong Tang在中国科技大学获得学士学位，在加州理工学院获得博士学位，现为耶鲁大学Llewellyn West Jones, Jr.电气工程教授。研究领域为凝聚态物理学和量子物理学，包括非线性和量子光学、纳米机电系统、超导探测器和电路、量子换能器开发。曾获得2010亚瑟格里尔纪念奖、2009帕卡德科学与工程奖学金、2009国家科学基金会事业奖、2008美国国家工程院(NAE)研讨会特邀参与者等荣誉。
来源：光子盒研究院
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