Нанопроволочные лазеры

Полупроводниковые нанопроволочные лазеры представляют собой нано- лазеры , которые можно встраивать в чипы и представляют собой прорыв в компьютерных приложениях и приложениях обработки информации. Нанопроволочные лазеры являются источниками когерентного света (одномодовые оптические волноводы), как и любое другое лазерное устройство, с преимуществом работы на наноуровне. Лазеры на нанопроволоках, созданные методом молекулярно-лучевой эпитаксии , открывают возможность прямой интеграции в кремний, а также создания оптических соединений и передачи данных в масштабе чипа. Нанопроволочные лазеры создаются на основе полупроводниковых гетероструктур III–V. Их уникальная одномерная конфигурация и высокий показатель преломления обеспечивают низкие оптические потери и рециркуляцию в активной области сердцевины нанопроволоки. Это позволяет создавать субволновые лазеры размером всего несколько сотен нанометров. ^[1]^[2] Нанопроволоки представляют собой полости резонатора Фабри-Перо, ограниченные торцевыми гранями проволоки, поэтому они не требуют полировки или скалывания граней с высокой отражательной способностью, как в обычных лазерах. ^[1]

Характеристики

Лазеры на основе нанопроволоки можно выращивать выборочно на пластинах Si/SOI с помощью традиционных методов MBE , что обеспечивает безупречное структурное качество без дефектов. Было продемонстрировано, что нанопроволочные лазеры, использующие системы материалов нитрида группы III и ZnO, излучают в видимом и ультрафиолетовом диапазоне, однако инфракрасное излучение на частоте 1,3–1,55 мкм важно для телекоммуникационных диапазонов. ^[3] Лазерная генерация на этих длинах волн была достигнута путем удаления нанопроволоки из кремниевой подложки. ^[2] Лазеры на нанопроволоке продемонстрировали длительность импульса до <1 пс. ^[4] и включить частоту повторения более 200 ГГц. ^[5]^[6] Кроме того, было показано, что лазеры на нанопроволоке сохраняют информацию о фазе импульса в течение 30 пс при возбуждении последующими парами импульсов. Таким образом, в таких конфигурациях возможны лазеры с синхронизацией мод на наноуровне.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Нин, Чехия (2012). «Полупроводниковые нанопроволочные лазеры» . Полупроводники и полуметаллы . 86 : 455–486. дои : 10.1016/B978-0-12-391066-0.00012-5 . ISBN 9780123910660 . ISSN 0080-8784 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Ян, Руосюэ; Гаргас, Дэниел; Ян, Пейдун (2009). «Нанопроволочная фотоника» . Природная фотоника . 3 (10): 569–576. дои : 10.1038/nphoton.2009.184 . S2CID 2481816 .
^ Кобльмюллер, Грегор; Майер, Бенедикт; Стеттнер, Томас; Абстрайтер, Герхард; Финли, Джонатан Дж. (2017). «Лазеры нанопроволоки GaAs – AlGaAs ядро-оболочка на кремнии: приглашенный обзор». Полупроводниковая наука и технология . 32 (5): 053001. Бибкод : 2017SeScT..32e3001K . дои : 10.1088/1361-6641/aa5e45 . ISSN 0268-1242 . S2CID 99074531 .
^ Сидиропулос, Фемистоклис PH; Рёдер, Роберт; Гебурт, Себастьян; Гесс, Ортвин; Майер, Стефан А.; Роннинг, Карстен; Оултон, Руперт Ф. (28 сентября 2014 г.). «Сверхбыстрые плазмонные нанопроволочные лазеры вблизи поверхностной плазмонной частоты». Физика природы . 10 (11): nphys3103. Бибкод : 2014NatPh..10..870S . дои : 10.1038/nphys3103 . hdl : 10044/1/18641 . S2CID 121825602 .
^ Майер, Б.; Янкер, Л.; Лойч, Б.; Треу, Дж.; Костенбадер, Т.; Лихтманнекер, С.; Райхерт, Т.; Моркоттер, С.; Канибер, М. (13 января 2016 г.). «Монолитно-интегрированные лазеры на основе нанопроволок с высоким β-излучением на кремнии». Нано-буквы . 16 (1): 152–156. Бибкод : 2016NanoL..16..152M . дои : 10.1021/acs.nanolett.5b03404 . ISSN 1530-6984 . ПМИД 26618638 .
^ Майер, Б.; Реглер, А.; Стерзль, С.; Стеттнер, Т.; Коблмюллер, Г.; Канибер, М.; Линнау, Б.; Людж, К.; Финли, Джей-Джей (23 мая 2017 г.). «Долговременная взаимная фазовая синхронизация пар пикосекундных импульсов, генерируемых полупроводниковым лазером на нанопроволоках» . Природные коммуникации . 8 : нкоммс15521. arXiv : 1603.02169 . Бибкод : 2017NatCo...815521M . дои : 10.1038/ncomms15521 . ПМК 5457509 . ПМИД 28534489 .

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б Нин, Чехия (2012). «Полупроводниковые нанопроволочные лазеры» . Полупроводники и полуметаллы . 86 : 455–486. дои : 10.1016/B978-0-12-391066-0.00012-5 . ISBN 9780123910660 . ISSN 0080-8784 .

[:1-2] Перейти обратно: ^а ^б Ян, Руосюэ; Гаргас, Дэниел; Ян, Пейдун (2009). «Нанопроволочная фотоника» . Природная фотоника . 3 (10): 569–576. дои : 10.1038/nphoton.2009.184 . S2CID 2481816 .

[3] Кобльмюллер, Грегор; Майер, Бенедикт; Стеттнер, Томас; Абстрайтер, Герхард; Финли, Джонатан Дж. (2017). «Лазеры нанопроволоки GaAs – AlGaAs ядро-оболочка на кремнии: приглашенный обзор». Полупроводниковая наука и технология . 32 (5): 053001. Бибкод : 2017SeScT..32e3001K . дои : 10.1088/1361-6641/aa5e45 . ISSN 0268-1242 . S2CID 99074531 .

[4] Сидиропулос, Фемистоклис PH; Рёдер, Роберт; Гебурт, Себастьян; Гесс, Ортвин; Майер, Стефан А.; Роннинг, Карстен; Оултон, Руперт Ф. (28 сентября 2014 г.). «Сверхбыстрые плазмонные нанопроволочные лазеры вблизи поверхностной плазмонной частоты». Физика природы . 10 (11): nphys3103. Бибкод : 2014NatPh..10..870S . дои : 10.1038/nphys3103 . hdl : 10044/1/18641 . S2CID 121825602 .

[5] Майер, Б.; Янкер, Л.; Лойч, Б.; Треу, Дж.; Костенбадер, Т.; Лихтманнекер, С.; Райхерт, Т.; Моркоттер, С.; Канибер, М. (13 января 2016 г.). «Монолитно-интегрированные лазеры на основе нанопроволок с высоким β-излучением на кремнии». Нано-буквы . 16 (1): 152–156. Бибкод : 2016NanoL..16..152M . дои : 10.1021/acs.nanolett.5b03404 . ISSN 1530-6984 . ПМИД 26618638 .

[6] Майер, Б.; Реглер, А.; Стерзль, С.; Стеттнер, Т.; Коблмюллер, Г.; Канибер, М.; Линнау, Б.; Людж, К.; Финли, Джей-Джей (23 мая 2017 г.). «Долговременная взаимная фазовая синхронизация пар пикосекундных импульсов, генерируемых полупроводниковым лазером на нанопроволоках» . Природные коммуникации . 8 : нкоммс15521. arXiv : 1603.02169 . Бибкод : 2017NatCo...815521M . дои : 10.1038/ncomms15521 . ПМК 5457509 . ПМИД 28534489 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]