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硅基量子点光子晶体激光器示意图。
近日，香港中文大学（深圳）理工学院张昭宇教授课题组在硅基光芯片领域取得重要研究进展，首次实现了可与微电子单片集成的硅基三五族微纳光子晶体激光器。相关成果发表在《Nature Communications》上。
据悉，香港中文大学（深圳）理工学院张昭宇教授课题组与合作团队通过设计硅基量子点光子晶体激光器外延结构，采用分子束外延方式在硅衬底上直接生长高质量的InAs量子点作为激光器增益介质（发光材料），依托深圳市半导体激光器重点实验室平台，成功制备了亚波长尺寸的超低阈值硅基光泵浦光子晶体激光器芯片。该激光器实现了室温连续光泵浦激射，并在1310 nm光通讯波段实现单模输出，在实现光电子与微电子的大规模单片集成上向前推进一大步。
硅基量子点激光器器件表征图。
这是张昭宇教授课题组在硅基光芯片研究领域继2019年首个室温连续光泵浦低阈值硅基盘形激光器后取得的又一个重要研究成果。此成果第一作者是香港中文大学（深圳）理工学院2016级博士研究生周陶杰，University College London（UCL）的唐明初博士为共同第一作者，香港中文大学（深圳）为第一作者单位，张昭宇教授、UCL的刘会赟教授和陈思铭教授为共同通讯作者。来自法国University Grenoble Alpes的Thierry Baron教授也参与此工作。
张昭宇教授告诉记者，香港中文大学（深圳）成立于2014年，实验室的硬件建设也经历过“万事开头难”的阶段，在从零开始发展的过程中，课题组得到了学界同行的大力支持。“这些支持包括南方科技大学微纳加工平台的程鑫教授和瞿学选老师在器件制备上的帮助，中国科学院半导体研究所孙宝权教授和中国科学院深圳先进技术研究院杨春雷教授在光谱表征方面的大力协助。”
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