激光器是一種向一個方向發(fā)光的設(shè)備，光子以一個特定的頻率傳播，并且都具有相同的相位(相干)，它們支配著我們今天的交流方式。雖然大多數(shù)人都知道激光是發(fā)射高純度彩色光束的小手電筒，但激光的主力實際上是在光譜的紅外部分，我們的眼睛是看不到的。這樣做的原因是光纖對紅外線 (1.3-1.6 um) 高度透明，允許以非常高的數(shù)據(jù)速率進行高效的光傳輸。此外，紅外激光器與環(huán)境光的重疊最小，被認(rèn)為是對人眼安全的，允許它們用于 3D 成像、汽車和自由空間通信的 LIDAR(光檢測和測距)應(yīng)用。迄今為止，紅外激光器主要由摻鉺光纖或 III-V 族外延光纖制成。[1]半導(dǎo)體，對其制造和與電子產(chǎn)品的輕松集成施加了某些限制。
使用激光器時要考慮的一個重要特征是光學(xué)增益。光學(xué)增益描述了光在系統(tǒng)中的放大程度。如果能夠找到一種新的光學(xué)增益材料平臺，可以低成本大批量生產(chǎn)，并且可以集成在各種基板和形狀因子上，這肯定會開啟一個全新的應(yīng)用領(lǐng)域。想象一下，這種材料可以沿光纖保形涂覆或直接沉積在 CMOS 硅上。更好的是，想象它具有簡單的帶隙可調(diào)性，以便可以輕松地在紅外線范圍內(nèi)調(diào)整激光的發(fā)射波長。這種解決方案可能會導(dǎo)致芯片間或芯片內(nèi)光通信提供更低的功耗、低成本和更高的數(shù)據(jù)速率，或者實現(xiàn)多光譜 3D 成像功能。
膠體量子點 (CQD) 技術(shù)基于解決方案處理的光電材料平臺，該平臺已經(jīng)證明其具有高性能 CMOS 兼容光電探測器和發(fā)光二極管 (LED) 的紅外光電潛力。然而，紅外 CQD 激光器的實現(xiàn)仍然難以捉摸。
現(xiàn)在，在最近發(fā)表在 Nature Photonics 上的一篇論文中，ICFO 研究人員Guy Whitworth、Mariona Dalmases 和 Nima Taghipour，由 ICFOGerasimos Konstantatos的 ICREA 教授領(lǐng)導(dǎo)，報告了基于膠體量子點的紅外激光源在室內(nèi)操作的成就溫度，與 CMOS 技術(shù)兼容并且可調(diào)諧以在電信窗口中發(fā)射，這是經(jīng)典或量子通信所需的重要里程碑。
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