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全硅量子点纳米激光器及其制备方法技术

技术编号:5429205 阅读:218 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种全硅量子点纳米激光器及其制备方法,该纳米激光器用光泵浦激发,以全硅量子点为工作物质,采用二维光子晶体谐振选模并产生激射,采用纳秒脉冲激光束加工,其主体结构的线径尺寸约为100μM,是目前体积最小的激光器,该激光器的出光功率可达1毫瓦,出光波长可在570nm~760nm范围调节,制备的全硅量子点纳米激光器结构的稳定性和重复性好,发光性质在短波激光泵浦下有很好的光增益,且相干性很好。制备成本低并易于实现大规模产业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米光子材料和新型激光
,特别是涉及一种全硅量子点纳米 激光器及其制备方法。
技术介绍
当今的发展进入芯片上的光电子集成与芯片级的全光化,这是实现光量子信息处 理和光量子信息计算的关键,而作出硅芯片上的用于光互联的光源与传播节点是一项瓶颈 性的工作。目前,急需芯片级的微型激光与相干光源。今天,建立在硅基上的微电子信息产业高度发达,但是受尺寸与功耗的限制,摩尔 定律已经到了适用范围的极限。科学家们试图以光互联为基础在硅基上建立起全新的光 量子信息处理系统,取代现在的微电子信息系统,实现信息时代革命性的跨越。这里,我们 要解决几个关键性的问题,一是在什么材料上建立光量子信息处理系统,有些材料特别是 半导体材料的光学性质很好(例如砷化镓半导体材料),但是硅材料有很好的基础且属于环 保材料,所以最终选择在硅基上建立光量子信息处理系统。二是需要改进硅材料的光学性 质,我们知道单晶硅的间接带隙结构致使硅材料的发光效率很低,而改进硅材料的光学性 质的途径主要是采用能带工程,制备硅的低维纳米结构获取准直接带隙结构,如纳米硅、多 孔硅、锗硅应变层和纳米氧化硅等材料。三是急需在硅芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全硅量子点纳米激光器,其特征在于:该纳米激光器用光泵浦激发,以全硅量子点为工作物质,采用二维光子晶体谐振选模并产生激射。

【技术特征摘要】
1.一种全硅量子点纳米激光器,其特征在于该纳米激光器用光泵浦激发,以全硅量 子点为工作物质,采用二维光子晶体谐振选模并产生激射。2.按照权利要求1所述全硅量子点纳米激光器,其特征在于所述全硅量子点的尺寸 为纳米数量级并被氧化硅或氮化硅包裹。3.按照权利要求1所述全硅量子点纳米激光器,其特征在于二维光子晶体是微米数 量级的圆孔腔体阵列,圆孔间距为5 30 μ m。4.按照权利要求1所述全硅量子点纳米激光器,其特征在于光泵浦采用固体激光或 半导体激光泵浦。5.按照权利要求1至3任一所述全硅量子点纳米激光器,其特征在于全硅量子点位 于圆孔腔体阵列的二维光子晶体中。6.权利要求1至5任一所述全硅量子点纳米激光器的制备方法,其特征在于(1)工作物质的制备用脉冲激光束辐照单晶硅片,调节脉冲激光束功率密度至产生白 色等离子体辉光,在氮气氛围中用调节好的30 60纳秒脉宽的脉冲激光束照射样品9 10秒,再在氧气氛围中用调节好的70 120纳秒脉宽的脉冲激光束照射样品12 19秒, 然后置于氮气氛围中在1000°c高温下退火25 30分钟,自然冷却至室温后置于氧气氛围 中在1000°C高温下退火35 50分钟,即得工作物质;(2)然后用532nm脉冲激光束照射加工好的工作物质,得微米数量...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄伟其
申请(专利权)人:贵州大学
类型:发明
国别省市:52[中国|贵州]

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