摘要：他们将这套新系统称为“具有光注入锁定的拓扑界面态扩展激光器”（MOIL-TISE），据称能够产生比以往任何分布式反馈 (DFB) 激光系统更窄、更纯净的激光。其频率仅为 983Hz，相比目前市面上工作在 MHz 范围内的单片 DFB 激光器，这是一个显著进步。

相较于以前的 DFB 激光系统，“MOIL-TISE”激光器可以产生更窄、更纯净的激光

英国格拉斯哥大学的研究人员在单个完全集成的微芯片上设计并制造了一种窄线宽激光器，其性能达到了同类半导体激光器中的最佳水平。

该团队的论文题为“具有光注入锁定的窄线宽单片拓扑界面态扩展激光器”，发表在《Science Advances》杂志上。

他们将这套新系统称为“具有光注入锁定的拓扑界面态扩展激光器”（MOIL-TISE），据称能够产生比以往任何分布式反馈 (DFB) 激光系统更窄、更纯净的激光。其频率仅为 983Hz，相比目前市面上工作在 MHz 范围内的单片 DFB 激光器，这是一个显著进步。

该 InP 设备是在格拉斯哥大学詹姆斯瓦特纳米制造中心建造的。

以往的高光谱纯度激光器面临着一个重大挑战：如何在顶级性能与紧凑设计之间取得平衡。为了实现高效率，设计人员通常依赖混合集成和笨重的外部元件，这限制了激光器的实用性，并限制了其在片上集成应用中的潜力。

该系统的性能得益于其独特的形状设计，将芯片分成三个区域，每个区域都有各自的光学相位，并经过特殊调整，保持光线在区域之间均匀分布。结合芯片中集成的微环谐振器，该系统可以内部循环利用光线，从而稳定性能，并实现系统紧密聚焦的线宽。

MOIL-TISE 系统的开发得到了格拉斯哥大学关键技术加速器 (CTA) 的支持。CTA 由格拉斯哥城市地区创新加速器基金提供资金，旨在开发用于各种应用的尖端纳米级技术。

CTA 的Xiao Sun是该论文的第一作者和通讯作者。他表示：“格拉斯哥大学在英国独树一帜，我们无需离开校园就能将这样的项目从最初的想法转化为功能齐全的原型。詹姆斯·瓦特纳米制造中心（James Watt Nanofabrication Centre ）使我们能够设计、制造和测试团队的 MOIL-TISE 系统，从而大大加快了研究进程。”

詹姆斯·瓦特工程学院（James Watt School of Engineering）的Lianping Hou是该论文的共同通讯作者。他表示：“我们的MOIL-TISE激光器在该领域取得了三项重大突破和改进，是同类产品中首款单片器件，该器件所有组件都集成在单个芯片上。”它可以产生频率纯度极高的激光器，这是同类单片分布式反馈激光器中迄今为止达到的最高值。它还能够轻松地在光学相位之间切换，这是量子密钥分配系统所必需的特性，而量子密钥分配系统将成为未来牢不可破的加密和通信设备的基础。

上图：(A) MOIL-TISE 激光器的结构和电场分布。(B) 计算得到的左光栅、TISE 光栅和右光栅的能带图能带结构。(C) LTISE/L = 0、0.15 和 0.3 时的归一化电场分布。(D) TISE 激光器与传统 π 相移 DFB 激光器的透射光谱和 (E) 归一化光子分布对比。(F) 从 TISE 激光器到 MRR 的透射光谱。

来源：CSC化合物半导体