瑞士的研究人员拥有一种芯片级激光源，可以提高半导体激光器的性能，同时能够产生更短的波长。
洛桑联邦理工学院光子系统实验室的团队将半导体激光器与含有微谐振器的氮化硅光子电路集成在一起。这种集成产生了一种混合设备，能够在近红外和可见光范围内发出高度均匀和精确的光。
该团队的方法包括将市售半导体激光器与采用行业标准、经济高效的CMOS技术创建的氮化硅芯片相结合。该材料的低损耗特性意味着几乎没有光被吸收或逸出。
来自半导体激光器的光通过微观波导流入极小的腔体，光束被捕获在那里。这些微环谐振器经过精心设计，可在特定频率下共振，选择性地放大所需的波长，同时衰减其他波长，从而增强发射光的相干性。
另一项重大成就是混合系统能够将来自商用半导体激光器的光的频率提高一倍，从而实现从近红外光谱到可见光谱的转变。虽然近红外光谱被用于电信，但更高的频率对于构建更小、更高效的设备至关重要，这些设备需要更短的波长，例如原子钟和医疗设备。
当腔中的捕获光经历称为全光偏振的过程时，可以实现这些较短的波长，该过程会在氮化硅中引起二阶非线性。氮化硅通常不会产生这种特定的二阶非线性效应，因此该系统利用光在腔内共振时的能力来产生电磁波，从而激发材料中的非线性特性。
“半导体激光器在现代技术中无处不在，从智能手机到光纤通信，无所不包。然而，由于缺乏连贯性和无法有效产生可见光，它们的潜力受到限制，“Brès教授解释说。“我们的工作不仅提高了这些激光器的相干性，而且还将其输出转向可见光谱，为它们的使用开辟了新的途径。
“我们不仅在改进现有技术，而且还在推动半导体激光器的可能性，”在该项目中发挥关键作用的Marco Clementi说。“通过弥合电信和可见光波长之间的差距，我们正在为生物医学成像和精密计时等领域的新应用打开大门。
