▲來源：ORNL

與多個卓越中心精誠合作，在第三方基金的支持下，來自DTU的科學家正在利用Fano幹涉探索新型光子器件的物理原理和諸多應用。這種物理效應可用於實現超快和低噪聲納米激光器(稱為Fano激光器)、光學晶體管和單光子量子器件。

現在，DTU的科學家已經表明，與現有的微型激光相比，Fano激光的相幹性可以得到顯著提高。其研究結果發表在《Nature Photonics》上。“激光的相幹性是衡量激光產生的光顏色純度的重要尺度。更高的相幹性對於片上通信、可編程光子集成電路、傳感、量子技術和神經形態計算等應用都是必不可少的。例如，相幹光通信係統利用光脈衝的相位來傳輸和檢測信息，從而產生了巨大的信息容量。

DTU Fotonik教授、NATEC和NanoPhoton中心負責人Jesper mork進一步解釋說：“尺寸為幾微米(一微米相當於千分之一毫米)的Fano激光在一種被稱為連續體中的束縛態( bound-state-in the-continuum，BICs )這一特殊光學狀態下工作，這種狀態是由Fano共振引起的。這種狀態的存在最初是由量子力學的一些早期先驅發現的，但多年來一直未經過詳實的實驗研究。”

主要作者和高級研究員Yi Yu補充道：“在這篇論文中，我們展示了這種連續介質中束縛態的特性完全可以用來提高激光的相幹性。這個觀察結果可以稱得上出乎意料，因為連續體中的束縛態遠不如激光中常用態穩定。我們在論文中從實驗和理論上表明這種新狀態的特性可以加以利用。我們通過和Kresten Yvind教授的團隊進行合作，共同開發了一個先進的納米技術平台——掩埋異質結構技術（Buried Heterostructure Technology）。這種技術允許精準實現在活性物質的特定微型、納米大小的區域裏產生光。正是Fano共振的物理學與這種技術相結合，最終實現了對量子噪聲的抑製，從而實現了微型激光的最高相幹性。”

▲所製造的Fano BIC激光激射圖案的紅外圖像，其中激射波長與(yu) Fano反射鏡的峰值一致(a)或與(yu) 之失諧(b)。插圖是剖麵俯視圖。左邊的白色虛線方塊表示納米腔的位置，右邊的白色虛線方塊表示光柵耦合器(GC)，白色虛線長矩形表示半開放波導。c，d，相應的計算出Fano BIC模式的電場分布圖，兩(liang) 圖分別是開諧振(c)和關(guan) 諧振(d)的激光波長。

這一新發現可能會帶來Fano激光在集成電子光子電路中的廣泛應用，特別是在新一代高速計算機中。在今天的計算機中，電信號被用於邏輯運算以及在計算機的不同部分之間傳輸數據。然而，由於電能損耗，在傳輸中浪費了大量的能量。Fano激光的主要作用是將電子數據轉換成光信號，然後在計算機內傳輸，在此過程中幾乎沒有能量損失——就像今天在互聯網上通過光纖傳輸一樣。長遠來看，可以最小的能耗獲得更快的計算機芯片。