近几十年以来，伴跟着、传感器、云应用等多种新兴本领的快速发展，数据流量也呈现出指数级增长的态势。（编者注：数据流量指的是通过计较机辘集传输的数据量，一般用比特或字节等单元进行忖度。）
使用电子电路的传统集成电路，通过摩尔定律推动电子器件的体积消弱、性能加多，从而推动数据流量的进一步增长。
证实摩尔定律，电子器件上不错容纳的晶体管数目，或者每两年加多一倍。而数据流量的握住激增，给电子器件的带宽、速率、老本和功耗等诸多方面齐带来了较大的挑战。
换言之，传统电子开辟的发展行将到达极限。
此时，使用光子或光粒子将光与电子进行衔尾的光子集成电路，尤其是硅基光电子器件，因能够建造高速、低老本的聚拢，并达成对巨额数据的一次性处理，在数据通讯限制具有显耀上风。
从硅基光电子学本领当今的发展来看，以硅材料为基础的微电子器件仍是能够处理被迫光学功能，但却很难灵验地完成主动任务，比如产生光（激光）或检测光（光电探伤器）等数据生成和读取时需要用到的重要门径。
那么，要念念在完成主动功能的同期增强器件的性能，就必须在硅基底上集成 III-V 族半导体化合物，也便是元素周期表中 III 族和 V 族的材料。
可问题是，如今 III-V 族半导体化合物还无法与硅达成高超的合营。
近期，来自香港科技大学的磋议助理讲解和该校（Kei-May Lau）讲解，携带团队想象出一种名为横向纵横比拿获（lateral aspect ratio trapping，LART）的方法。
图丨（来源：尊府图）
据先容，其看成一种给与性径直外延助长的本领，能够在不需要厚缓冲层的条目下，在绝缘的硅衬底（silicon-on-insulator，SOI）上，横向给与性地助长 III-V 族材料。
基于该本领，磋议东谈主员在 SOI 晶圆上制造了 III-V 区分式反应激光器，能与硅层呈共平面设立，达成 III-V 族激光器与硅波导之间的高效耦合。
另外，这种格外的 III-V 族绝缘层结构，还为激光器提供了高超的光学遏抑。
据了解，该光泵浦区分式反应激光用具有约 17.5µJcm -2 的低激光阈值、1.5µm 的安静单模激光、逾越 35dB 的边模扼制比和 0.7 的自觉放射系数。
这些数据效果也充分标明，单片助长激光器在晶圆级硅光子集成电路方面迈出了遑急一步，或将推动集成硅基光电子学限制的发展。
近日，关联论文以《在（001）SOI 上给与性助长的面内 1.5µm 区分式反应激光器》（）为题在 Laser & Photonics Reviews 上发表，并被选为期刊封面[1]。是第一作家，担任通讯作家。
图丨关联论文（来源：Laser & Photonics Reviews）
“咱们的方法惩处了 III-V 族器件与硅的不匹配问题，达成了 III-V 族器件的优异性能，并使 III-V 族器件与硅的耦合变得愈加高效。”对媒体暗示。
图丨Laser & Photonics Reviews 期刊当期封面（来源：Laser & Photonics Reviews）
不外，需要讲明的是，天然该本领有望在传感和激光雷达、生物医学、东谈主工智能、神经和量子辘集等磋议限制赢得应用，但要念念将它更好地应用于践诺生计，还必须克服一些重要的科学挑战。
因此，基于当今的磋议，该课题组贪图从高输出功率、长命命、低阈值、高温下责任等维度开端，进一步增强与硅波导集成的 III-V 族激光器的才智。
另外，值得一提的是，当今的磋议好奇主要荟萃在集成光子学、电子光子集成电路、硅光子学、纳米光子学等限制，并仍是在以高效、可推广和低老本的风景，缓解基于硅的光子集成电路的性能甘休方面，作念出了遑急突破与改动。
基于此，她曾在近期荣获 2023 年 Optica 基金会挑战赛资助的 10 万好意思元奖金，该奖项旨在奖赏 10 名在行使光学和光子学，并惩处环球问题方面具有了得念念法的早期作事专科东谈主员。不言而喻，这笔资助将有助于推动她接下来的磋议。
参考尊府：
1. Xue, Y., Li, J., Wang, Y., Xu, K., Xing, Z., Wong, K.S., Tsang, H.K. and Lau, K.M.In-Plane 1.5 µm Distributed Feedback Lasers Selectively Grown on (001) SOI (Laser Photonics Rev. 18(1)/2024). Laser & Photonics Reviews 18: 2470006（2024）. https://doi.org/10.1002/lpor.202470006
https://www.eurekalert.org/news-releases/1034653
https://hkust.edu.hk/news/research-and-innovation/hkust-researchers-develop-new-integration-technique-efficient-coupling
https://news.hkust.edu.hk/news/prof-ying-xue-won-us100000-optica-foundation-challenge-2023
相沿：邹名之
运营/排版：何晨龙
01/
02/
03/
04/
05/
