Создан первый рулонный микролазер с электрической накачкой

Коллектив инженеров из Университета Макгилла в Монреале (Канада) в последнем номере Applied Physics Letters опубликовал сообщение о создании полупроводникового лазера, миниатюрные габариты которого позволяют встраивать его в микрочипы.

Это устройство имеет 100 мкм в длину и 5 мкм в диаметре, то есть с трудом различается невооруженным глазом. Для его изготовления авторы создавали напряжения в двумерных наномембранах, закрепленных на подложке, а затем избирательно высвобождали их части. В результате, мембраны сворачивались в тонкие трубки, действующие как оптические полости.

От прочих конструкций миниатюрных лазеров эта выгодно отличается тем, что характеристики оптической эмиссии для нее могут быть точно заданы стандартным методом фотолитографии.

Новый рулонный или трубчатый лазер сделан из распространенного полупроводника InGaAsP с двумя слоями квантовых ям (InGaAs) толщиной всего 7 нм каждый. Пик излучения устройства приходится на длину волны 1,5 мм (телекоммуникационный диапазон). Пороговый ток лазера очень низкий, что улучшает эффективность и важно для приложений уровня чипов.

Демонстрировавшиеся до сих пор рулонные лазеры имели только оптическую накачку. Они нуждались в месте для установки дополнительных источников света, что усложняло их конструкцию и делало непрактичной внедрение в микросхемы.

Изготовлять трубчатые лазеры с электрической накачкой сложно, так как очень тонкие наномембраны не позволяют эффективно вводить в лазер носители заряда. Исследователи преодолели это препятствие, расположив лазер горизонтально на двух опорах, подключенных к электродам. В такой конфигурации носители зарядов попадали в оптическую полость с торцов, минуя тонкие мембранные стенки.

По мнению одного из авторов, самый важный итог этой работы заключается в том, что рулонный лазер с электрической накачкой можно напрямую переносить на кремниевую платформу, обеспечивая идеальную интеграцию с другими компонентами микросхем.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365