香港科大成功研制硅衬底微型激光器

香港科技大学22日表示，该校研究团队成功于硅上研制出微型激光器，使新一代微型计算机处理器运行速度更快，并大大减少耗电。

这项创新研究由科大教授刘纪美发现，以及加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校、桑迪亚国家实验室与哈佛大学的研究团队合作完成，是半导体工业界的一项重要突破。

据介绍，硅衬底是太阳能电池及集成电路等现代电子产品的基石，但由于硅晶格与激光材料并不相配，两者一直以来无法完美结合。直至刘纪美的团队成功于硅上“长出”了亚波长腔激光器，才实现根本性突破。

一直以来，光子是用于远距离高通量数据传输中最经济兼最具能源效益的方案。随着这项硅衬底新型激光器出现，光子也有望应用于短距离的数据通讯上，将可大大提升数据传输速度。

为制作这种回音走廊模式的激光器，刘纪美在硅面刻印出纳米图案，将硅晶格异质生长的天性缺陷，锁定于有规律的纵横格模式当中，再利用量子点激光器的受激辐射处于单个量子点之中这一特殊性能，进一步降低有源材料区对生长缺陷的敏感度。随后，团队利用激光泵，提升电子的能量级别，实现激光器激射。

此款微型激光器的直径只有一微米，较传统的激光器长度缩短了1000倍，面积则减少约100万倍。

刘纪美表示，这种回音走廊模式的激光器可广泛应用于芯片上的光通讯、数据处理及化学传感等领域。将激光器直接集成在微型处理器上，对提高微型处理器的性能及降低耗能至为重要，这不但有利于推进硅基光电技术的发展，也是新一代绿色信息技术和计算的理想解决方案。

科大表示，上述发现近日于《应用物理学快报》发表，并成为封面文章。