浙江大學光電科學與(yu) 工程學院教授狄大衛、鄒晨和趙保丹團隊研製了世界上第一個(ge) 電驅動鈣鈦礦激光器。近日，相關(guan) 研究論文發表於(yu) 《自然》。

激光器種類繁多，當前鈣鈦礦半導體(ti) 、有機半導體(ti) 和量子點等新型激光材料展現出顯著優(you) 勢。在這些材料中，鈣鈦礦半導體(ti) 因其發射光譜可調（可實現各種色彩），且在光驅動條件下能實現極低的激光發射閾值，具有十分廣闊的技術前景。然而，一直以來，研發電驅動鈣鈦礦激光器是鈣鈦礦光電子學領域的最大挑戰，也是全球眾(zhong) 多科研團隊共同追尋的目標。

為(wei) 實現電驅動激光發射，研究人員發明了一種集成式的雙腔結構，將高功率微腔鈣鈦礦LED子單元與(yu) 低閾值鈣鈦礦單晶微腔子單元集成於(yu) 同一個(ge) 器件，形成了一個(ge) 垂直堆疊的多層結構。該器件將微腔鈣鈦礦LED在電激勵下產(chan) 生的大量光子高效耦合（耦合效率達82.7%）到第二個(ge) 微腔中，並激發單晶鈣鈦礦增益介質，產(chan) 生激光。

在電激發條件下，鈣鈦礦激光器的激光閾值為(wei) 92安培/平方厘米，比最好的電驅動有機激光器還要低一個(ge) 數量級。而且，電驅動鈣鈦礦激光器表現出比有機激光器更優(you) 異的可重複性和穩定性，能在36.2兆赫茲(zi) 的帶寬下實現快速調製。這種調製速率是通過減小器件有效麵積以實現最小電阻電容常數，並使用矽襯底改善散熱實現的。

電驅動鈣鈦礦激光器可用於(yu) 光學數據傳(chuan) 輸等多種應用場景，還可用作集成光子芯片和可穿戴設備中的相幹光源。研究人員表示，未來還需要克服微腔鈣鈦礦LED子單元納秒級的自發輻射壽命限製，以實現器件的吉赫茲(zi) 級高速運行。

相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09457-2