激光网3月5日消息，马等人的一项开创性研究引入了一种新型狄拉克涡旋拓扑激光器，利用InAs / InGaAs量子点，有望重新定义片上光电子学。这种创新设计不仅提供了广泛的光谱范围，而且表现出无与伦比的坚固性，标志着激光技术的重大飞跃。
该团队的方法涉及将激光器集成在硅衬底上，这种方法利用拓扑绝缘体内的辅助轨道自由度。通过采用在轴上硅衬底上外延生长的InAs / InGaAs量子点，研究人员设法在活性层中创建了一个光子晶格，该光子晶格被精心悬浮以有效地限制垂直方向上的光。这种复杂的设计确保激光腔能够利用拓扑绝缘体的独特特性，提供广阔的光谱范围和卓越的抗缺陷和扰动鲁棒性。
狄拉克-涡旋拓扑激光器的特点是能够在体带隙内维持马约拉纳束缚态，这一特性展示了其拓扑鲁棒性。激光的模态模式进一步证明了这一点，该模态模式表现出拓扑特性和红移效应，可以调整激光波长。Dirac涡旋腔激光器的自由光谱范围和模态体积之间独特的缩放关系确保了卓越的单模操作，为光子集成系统中的片上光源树立了新标准。
将III-V族量子点集成到硅衬底上，不仅提供了显著的稳定性，而且为片上光电子开辟了新的可能性。狄拉克-涡旋拓扑激光器的设计和性能特征表明，它可以在推进光子集成系统方面发挥关键作用，提供强大而高效的片上光源。随着该领域研究的不断发展，这种拓扑鲁棒激光系统的潜在应用可以重新定义光子技术的边界，为更高效、可扩展和稳定的集成光子器件铺平道路。
这项研究不仅标志着激光技术领域的一个重要里程碑，而且为拓扑光子学的未来研究提供了一盏明灯。这种强大且可扩展的片上光源的影响是巨大的，有望彻底改变我们处理光通信、计算等领域的方式。随着技术的成熟，它很可能为量子计算和安全通信系统的发展开辟新的视野，预示着光子集成电路的新时代。
