德国尤里希研究中心（Forschungszentrum Jülich）联合法国纳米科学和纳米技术中心（C2N）、意法半导体（ST）和CEA-Leti的研究人员共同研发出了由锗和锡制成的可兼容半导体激光器，效率可与传统硅（Si）上砷化镓（GaAs）半导体激光器相媲美，向直接将激光器集成到硅上又近了一步。
由此，德国尤里希研究中心在2015年发现了可在GeSn系统中获得激光发射。其决定性因素是锡含量高：那时的锡含量达到12％，远高于1％的溶解度极限。
通过高浓度的锡将纯锗转变为激光源的直接半导体。但是，锡含量过高会降低激光器的效率，这就需要更高的抽运功率。比如，锡含量为12％-14％时，抽运功率则需要达到100-300 kW/cm2。因此，尤里希研究中心尝试降低锡浓度，并通过对材料施加额外压力来进行补偿，从而显著改善了光学性能。通过进一步提高锡浓度，研究人员已经制造出了在低温及0℃下工作的激光器。
新研制的激光器，研究人员将锡含量降至大约5％，同时将必需的抽运功率降至0.8 kW/cm2，产生的废热很小。该激光器是第一个IV族半导体激光器，它可在脉冲状态和连续状态下工作，即作为一个“连续波激光器”。目前，新激光器仅限于光激发和工作在约-140 ℃的低温。
研制出的新激光器对光学数据传输和多种应用领域都有巨大潜力，因为对于2-4 μm范围内的红外波长几乎没有便宜的替代品。其潜在的应用包括：红外和夜视系统、用于气候研究中监测环境的气体传感器、用于医学诊断的呼吸气体分析等领域。
来源 | 摩尔新闻
编辑整理 | Sueuel
排版 | Sueuel
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