芯片级的激光器是许多应用领域的关键元件，如数据通信（尤其是波分复用WDM系统）、光学传感器（痕量气体检测）等。通常，集成激光器是采用III-V族半导体材料与硅材料的异质或混合集成，这已经在许多实际场合中得以应用。然而，目前许多硅片集成的激光器仍然难以在50°C以上的温度下工作，这不利于器件的低成本和简易化。非制冷操作是成本敏感型应用的先决条件。此外，在一定的环境温度下，激光波长的精确控制是波分复用和光学传感系统的关键需求。近日，来自爱尔兰、苏格兰和俄罗斯的科学家提出了一种混合的硅基光子学（silicon photonics）器件兼容的光子晶体（photonic crystal，PhC）激光器架构，可用于实现具有高边模抑制比（side-mode suppression ratio）和毫瓦级功率输出的芯片级激光，同时兼具经济性和高容量。基于硅基光子晶体腔的反射型滤波器，研究人员可以方便地调控激光的波长，而增益介质是基于III-V族半导体的反射型光学放大器。在激光器的高Q因子光子晶体腔中，极高的光功率密度将显著增强硅材料的非线性吸收效应，而以这种方式产生的热量将在波长选择的激光组件中产生调谐效应，可以用于抵消外部温度波动的影响，从而不需要额外使用主动冷却装置。该方法与现有的硅基光子学器件技术完全兼容，并为波长敏感应用中的集成激光提供了实用的解决方案。相关研究发表在近期的《Light: Science & Applications》上。

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来源：两江科技评论