波長范圍超過100納米的納米激光器問世

訊石光通訊網發布時間:2008/9/16 10:51:51 編者:iccsz

摘要：美國科學家將多重量子阱(multi-quantum well, MQW)納米線激光器的芯及外殼個別優化，結果讓控制性及可調性達到前所未有的水平。這種微型光源能發出波長介于365及494 nm的激光，亦即波長可調范圍超過100 nm。

美國科學家將多重量子阱(multi-quantum well, MQW)納米線激光器的芯及外殼個別優化，結果讓控制性及可調性達到前所未有的水平。這種微型光源能發出波長介于365及494 nm的激光，亦即波長可調范圍超過100 nm。

哈佛大學的Charles Lieber指出，該小組制作出第一個圍繞納米線芯的同心MQWs，這些MQW不但創下結構復雜度的新高，而且讓科學家得以分別研究納米線激光器的兩大要素：共振腔與增益介質。該小組認為這是朝獨立(free-standing)注入型納米激光器發展的第一步。

納米線激光器并非新概念，但先前的研究都著重于均質(homogeneous)的半導體，如氮化鎵(GaN)，這表示激光器的波長取決于材料的能隙，所以無法設計與調整激光器特性。Lieber團隊所制備的激光器則以GaN納米線芯為共振腔，InGaN/GaN組成的MQW外殼作為成份可調的增益介質。在室溫下操作，只要改變銦的摻雜量，可使組件發光波長從365 nm調至494 nm。

Lieber表示，將增益介質與共振腔分開研究的目的，是為了找到兩個獨立參數的最好結構效率。MQW納米線異質結構(heterostructures)包含3到26個量子阱，納米線直徑寬約200到400 nm，長度約20到60 μm，并以波長266 nm的Q開關摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)激光器加以激發。

Lieber團隊目前朝多個方向研究，首先他們希望生長更小的芯或增加披覆層，來降低激光器的閥值。由于增益介質與共振模態間的耦合率較好，所以量子阱層數越多，激光器閾值就越低。Lieber認為在最佳的共振腔結構下，只要數個量子阱就能夠達成激光器。另外，他們也將研究電激發的可行性，例如嘗試在單一個納米線中結合MQW與摻質調制，以獲得注入型納米激光器。

Lieber表示，長遠的目標應該是電激發、多波長、低閥值的納米激光器數組，而它們在異質積體光電芯片中的應用將是可預期的。詳見Nature Materials doi:10.1038/nmat2253。

內容來自：光電新聞網
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關鍵字: 納米激光器
文章標題:波長范圍超過100納米的納米激光器問世

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