湖南大學(xué)改寫納米光子學(xué)世界紀(jì)錄

近日，湖南大學(xué)鄒炳鎖教授領(lǐng)銜的納米光子學(xué)小組與美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)寧存政教授領(lǐng)銜的納米光子學(xué)小組合作，將半導(dǎo)體激光芯片調(diào)諧范圍(即發(fā)光波長(zhǎng)所能調(diào)節(jié)的范圍)擴(kuò)大，成功地演示出500納米綠光直至700納米紅光，創(chuàng)下納米線激光器調(diào)諧范圍的世界記錄，與原來調(diào)諧范圍最長(zhǎng)僅幾十納米相比，發(fā)光波長(zhǎng)調(diào)節(jié)范圍擴(kuò)大約10倍。

長(zhǎng)期以來，如何擴(kuò)大半導(dǎo)體激光器的調(diào)諧范圍從而充分發(fā)揮激光的作用，一直是國(guó)內(nèi)外許多半導(dǎo)體激光專家奮斗的目標(biāo)。但制約進(jìn)步的一個(gè)主要因素就是一直無法攻克發(fā)光材料和基底材料的結(jié)構(gòu)匹配或應(yīng)力配合問題，導(dǎo)致材料成分無法大幅調(diào)節(jié)，因此無法實(shí)現(xiàn)激光的大范圍調(diào)諧。鄒炳鎖教授領(lǐng)銜的納米光子學(xué)小組另辟蹊徑，采用一維納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)技術(shù)，解決了材料中的結(jié)構(gòu)配合問題，可以做出成分大范圍調(diào)節(jié)的納米線。

他們與美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)寧存政教授的光子學(xué)團(tuán)隊(duì)緊密合作，實(shí)現(xiàn)了從綠光、黃光、橙光到紅光的單芯片上可調(diào)諧的激光發(fā)射，解決了這一國(guó)際難題。

該項(xiàng)成果將可能在新光源、光通訊、分子和生物傳感、太陽能電池等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。比如替換白熾燈而改用該種材料的發(fā)光器件后，同等條件下發(fā)出的光將比現(xiàn)在亮得多；應(yīng)用到光通訊領(lǐng)域，可很好地改善光子元件的性能，大大提高光通訊的效能；應(yīng)用到分子和生物傳感與檢測(cè)方面后，將能制備出與原來完全不同的可以自主發(fā)光的傳感器件，大大提高分子和生物傳感與檢測(cè)的效率或靈敏度；這種可調(diào)激光器還能用于改善目前的光譜技術(shù)；此外，這種材料還可用來做太陽能電池的基板，將大大提高光電轉(zhuǎn)換效率。