"Es gibt einige Diskussionen über die jüngsten Anwendungen von photonischen Nanolasern und photonischen integrierten Schaltkreisen auf Basis photonischer Kristalle", sagt Toshihiko Baba in einer E-Mail gegenüber PhysOrg.com . Baba, Wissenschaftler an der Yokohama National University in Japan, hat an der Verbesserung der Effizienz von photonischen Kristall-Nanolasern gearbeitet.

In "Photonischer Kristall-Nanolaser, der monolithisch mit einem passiven Wellenleiter für eine effektive Lichtextraktion integriert ist", veröffentlicht in Applied Physics Letters, beschreiben Baba und Mitglieder seines Teams, wie die Effizienz der Lichtextraktion mit einem in einen passiven Wellenleiter integrierten Nanolaser gesteigert werden kann zusammen mit der MOCVD-Stoßverbindungstechnik.

„Ich denke, die MOCVD-Stoßverbindungstechnik selbst ist ausgereift und kann in jedem Unternehmen angewendet werden, das Kommunikationswellenlängenlaser herstellt“, erklärt Baba die metallorganische chemische Gasphasenabscheidung. MOCVD wird hauptsächlich in Dünnfilmen und anderen Hochleistungswerkstoffsystemen eingesetzt. Die Verwendung der MOCVD-Technik in Kombination mit einem in einen passiven Wellenleiter integrierten Nanolaser kann theoretisch die Effizienz der Lichtextraktion aus dem Laser erhöhen.

"Ich denke, es ist ein wichtiges Ergebnis", sagt Baba in einer E-Mail. Er weist darauf hin, dass es Diskussionen über Anwendungen gibt, die von photonischen Nanolasern sowie von photonischen integrierten Schaltkreisen angeboten werden. Er erwähnt Einzelphotonenemitter, die für die Quantenkryptographie, die Verwendung von optischem RAM und die biochemische Abtastung untersucht werden. "Alle von ihnen werden mit Eingangs- / Ausgangswellenleitern und anderen Funktionselementen verwendet", sagt er.

Baba gibt zu, dass das fragliche Papier nicht viel Licht auf experimentelle Praktiken wirft. „Die Integration von Nanolaser und passivem Wellenleiter wird von vielen Gruppen geträumt und veranschaulicht. In Ermangelung seiner Technologie haben die Menschen das Streulicht außerhalb der Ebene und das evaneszent eingekoppelte Licht in den benachbarten Faserdetektor als Lichtausgang verwendet. “Diese Probleme bei der Lichtextraktion könnten gelöst werden, glaubt er mit einem verbesserten Aufbau.

In den mit dem Aufbau durchgeführten Experimenten wurden nur vier Prozent Wirkungsgrad erzielt. „Der Hauptgrund für den niedrigen Wert von vier Prozent ist das optische Setup, das wir für die Lichtdetektion verwendet haben“, erklärt er. "Durch die Verwendung einer konischen Faser mit Linsen und die Optimierung der Facette des Wellenleiters, die beide äußerliche Probleme darstellen, wird der Wirkungsgrad das Zehnfache betragen."

Baba sagt, dass dies in einem Wellenleiter-Laser bestätigt wurde und dass die Ergebnisse dieses anderen Experiments bald in einer anderen Zeitschrift erscheinen werden. Darüber hinaus berichten Baba und seine Kollegen in derselben Ausgabe von Applied Physics Letters über eine Demonstration des resonanten Photopumpens mit ihrem integrierten photonischen Nanolaser.

Wenn alle Teile zusammengefügt sind, ist ein Betrieb mit kontinuierlicher Welle (CW) möglich. "Es wird erwartet, dass alle optischen Laser mit hoher Effizienz eingesetzt werden", sagt Baba. Er ist optimistisch über die Zukunftsperspektiven von photonischen Nanlasern. "Jetzt ist die Integrationstechnologie verfügbar, und das Licht wird extrahiert und in der integrierten Schaltung für photonische Kristalle verwendet." Und wenn alles, was sein Team weiterhin lernt, in anderen Veröffentlichungen ans Licht kommt, ist Baba zuversichtlich, dass "die Effizienz von photonischen Kristalllasern gleich ist ausreichend hoch wie bei herkömmlichen Bestlasern. “

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