芯片上完全集成的超連續譜源對於(yu) 實現便攜式和機械穩定的醫學成像設備、化學傳(chuan) 感以及光檢測和測距等應用至關(guan) 重要。然而，當前超連續譜生成方案的低效率阻礙了芯片上的完全集成。

據《fun88网页下载》了解，近日，一組來自荷蘭(lan) 特溫特大學的研究人員在《高級光子學研究》刊物上發表論文稱，“a breakthrough in ultraefficient on-chip supercontinuum generation（超高效芯片上超連續譜生成的突破）”。

圖為(wei) 論文作者。Superlight Photonics創始人Haider Zia和首席執行官Jaap Beernink。

通常，激光器發出的光是相幹的——它們(men) 發出的波在頻率和波形上是相同的。相幹光可以以非常低的噪聲將窄光束發送至極遠的距離。但這也意味著這種激光器通常隻發射單一波長。這限製了它們(men) 的應用。相比之下，超連續光譜激光器能夠產(chan) 生連續的光譜，因此可以呈現白色。

它們(men) 用於(yu) 3D成像設備。然而，事實證明，為(wei) 了產(chan) 生如此寬的顏色帶寬，超連續光譜激光器具有高峰值功耗（脈衝(chong) 能量），而且非常巨大，必須在實驗室中穩定。這使它們(men) 變得昂貴，且沒有用武之地。

對此，特溫特研究人員設法顯著減少了所需的脈衝(chong) 能量。為(wei) 此，該團隊使用了所謂的符號交替色散波導。波導被設計成通過交替加寬和變窄光束來控製光的色散。

荷蘭(lan) 特溫特大學的研究團隊提出了一種方案，其中集成超連續譜生成的輸入能量需求大幅降低了幾個(ge) 數量級，帶寬生成的數量級為(wei) 500–1000nm。通過在CMOS兼容的氮化矽波導中的符號交替色散，效率提高了2800倍。

“研究表明，在高光譜功率（例如：1/e level）下產(chan) 生大帶寬超連續譜所需的脈衝(chong) 能量從(cong) 納米焦耳降低到6皮焦耳。脈衝(chong) 能量的降低使芯片集成激光源（如異質鎖模或混合集成二極管激光器）可以用作泵浦源，從(cong) 而實現完全集成的芯片上高帶寬超連續譜源。”

論文第一作者Haider Zia評論道：“與(yu) 傳(chuan) 統方法相比，使用這種方法，我們(men) 可以將所需的脈衝(chong) 能量減少大約1000倍。”。

該團隊發表在《高級光子學研究》的論文中稱，這代表著“集成光子學領域的一個(ge) 重大進步，我們(men) 的方法為(wei) 在芯片上產(chan) 生超連續譜光提供了一種更有效的方案，在便攜式醫療成像設備、化學傳(chuan) 感和激光雷達方麵具有許多潛在的應用。”