洛桑联邦理工学院的科学家们已经建立了一种混合设备，大大改进了现有的、无处不在的激光技术。
通过创建芯片级激光源，EPFL光子系统实验的研究人员提高了半导体激光器的性能，并可以产生更短的波长。
这项突破性的发现由洛桑联邦理工学院的Camille Brès教授和博士后研究员Marco Clementi协调，代表了光子学领域的重大进步，对计量学、电信和其他高精度应用产生了影响。
该研究描述了PHOSL研究人员如何与光子学和量子测量实验室合作，成功地将半导体激光器与包含微谐振器的氮化硅光子电路集成在一起。
它发布在《光：科学与应用》杂志上。在这种整合之后，该行业面临着一种混合设备，该设备通过在可见光和近红外区域产生非常均匀和精确的光来缩小长期存在的技术差距。
在这种情况下，相干性与激光发射的光波之间相位的一致性有关。提高的相干性意味着这些波之间的同步，从而产生以特定颜色或频率为特征的高精度光束。
这一特性在要求激光束精确性和稳定性的应用中具有极其重要的意义，特别是在计时和精密传感等领域。
提高准确性和改进功能该团队的战略是将现成的半导体激光器与氮化硅芯片集成在一起，氮化硅芯片采用广泛采用的、具有成本效益的CMOS技术。利用该材料卓越的低损耗特性，将光吸收或泄漏降至最低。
激光穿过芯片上的微小波导进入微小的腔体，称为微环谐振器，在那里它被限制。这些精心制作的腔体经过精确设计，可在特定频率下共振，选择性地放大所需的波长，同时抑制其他波长。这种一丝不苟的过程最终使发射光的相干性得到提高。
另一个值得注意的壮举在于，混合系统能够将商用半导体激光器发出的光的频率提高两倍，从而有效地从近红外光谱过渡到可见光谱。
频率和波长之间的相关性决定了反比关系;频率加倍需要波长减半。虽然近红外波长在电信中得到应用，但更高的频率在制造需要更短波长的紧凑、高效的设备方面具有重要意义，正如在原子钟和医疗仪器中观察到的那样。
更短波长的实现是通过称为全光偏振的过程实现的，该过程发生在腔内的受限光触发氮化硅内的二阶非线性时。在这种情况下，非线性表示光的行为发生了重大的、不成比例的变化，由于它与材料的相互作用，与其频率不成正比。
通常，氮化硅不会表现出这种特定的二阶非线性效应，这促使该团队设计了一个复杂的解决方案：利用光在腔内的共振，系统产生电磁波，在材料内感应出这些非线性特性。
计量学，尤其是小型原子钟的制造，是这项技术最有前途的用途之一。在整个历史上，携带精确钟表的能力对于航海的发展至关重要，从16世纪的海上经度测量到保证太空任务中的精确导航，再到当今的地理定位，携带精确时计的能力在整个历史上对导航的发展至关重要。
克莱门蒂指出，“这一重大进步为未来的技术奠定了基础，其中一些技术尚未被设想。
该团队在材料科学和光子学方面的广泛知识可能会带来更轻、更小的设备以及更便宜、更节能的激光生产。他们能够通过行业标准的制造将基本的科学理念转化为有用的应用，这凸显了解决可能导致意想不到的进步的困难技术问题的可能性。
