新时代新气象新作为｜复旦大学研制全球首个全硅激光器

近日，复旦大学信息科学与工程学院吴翔教授、陆明教授和张树宇副教授合作团队成功研制出世界上首个全硅激光器。

始于上世纪70年代，以硅作为基础材料的微电子技术，已经将人类带入信息社会。光电子和微电子相结合，实现集成的硅光电子，或将带来又一场技术革命，而其中的核心技术难题便是如何让硅产生强光，最终实现全硅激光器。

上个世纪九十年代以来，国内外掀起过一波又一波“如何让硅发光”的研究浪潮。但因为硅自身发光极弱，如何提升硅材料对光源的转化效率，使其发出强光，一直是技术难题，成为科研的瓶颈。

为避开这个瓶颈，人们发明了混合型硅基激光器。即在硅片上粘合上成熟的III-V族半导体激光器。但这种硅激光器和目前硅工艺的兼容性较差。直接让硅产生激光，既是科学技术上的挑战，也是实现集成硅光电子芯片的必要条件。

经过15年的攻关，复旦大学科研团队最近终于研发出全硅强发光材料，并制造出世界首个全硅激光器。这一成果近期以快报形式发表在了《Science Bulletin》杂志上。

科研团队成员主要是复旦大学信息学院光科学与工程系的吴翔、陆明和光源与照明工程系的张树宇三位教师及他们带领的研究生。陆明为光科学与工程系系主任，也是团队的带头人。

1982年，陆明考入复旦大学，从本科一直读到博士，然后留校任教。1999-2002年，在美国工作期间，陆明开始关注到全硅激光器研发这个世界级难题。

2002年回国，陆明加入复旦光科学与工程系，因为他认为这个系的学科方向更适合他实现全硅激光器的梦想。之后，吴翔、张树宇陆续加入该团队。

尽管最近十几年来，全世界全硅激光器研发人员屡败屡战，其中包括不少国际著名学术机构和科学家，但该团队一直都没有放弃。

经过十几年努力，复旦的这支科研团队，借鉴并发展了一种高密度硅纳米晶薄膜制备技术，并通过各种优化技术，最终使硅材料获得了可产生激光的高增益，并一举获得全硅激光，制备出全世界首个全硅激光器。

据复旦大学方面介绍，目前，全硅激光器仍需采用光泵浦技术，在紫外脉冲光的激励下，由硅材料自身产生激光。

未来，复旦团队还将进一步研发和完善电泵浦技术。通过向硅纳米晶激光器内注入电流，产生激光输出。以电发光，走完距离实际应用的最后一公里，促进全硅激光器的产业化发展。