在光子芯片和光电子器件领域，人们对激光器性能的期望不断提高，包括宽带可调性、集成化、低功耗和低阈值等方面。然而，受到几何结构、光学增益和带隙考虑等方面的限制，在单一微纳结构内实多色微型激光仍然具有挑战性。我们提出了一种方法，通过二维约束谐振腔，在所需方向上可以同时或单独输出集成的多色激光光束。通过控制谐振腔中量子点（QDs）的大小来调节激光光束的波长。由于谐振腔的高功率密度以及Au-Ag纳米线（NWs）表面的局域表面等离子体共振，在谐振腔中实现低阈值的激光发射。

Figure 1. (a) Vision of our integrated chip: achieving simultaneous red, green, and blue lasing outputs from the MCR, with each color independently transferred via an optical fiber. (b) Schematic of integrated RGB lasing utilizing our chip. (c) Schematic diagram of MCR laser. (d) The distribution of electric field intensity in the MCR at the excitation wavelength of 355 nm.

Figure 2. The lasing of the CdSe QDs and Au-Ag NWs in MCR.

我们提出了一种基于二维约束的半导体量子点集成微型激光器，由多通道金属谐振腔（MCR）和Au-Ag NWs构成，实现了多色定向和低阈值CdSe量子点激光输出。Au-Ag NWs有助于多次散射反馈和局部等离子体共振增强，MCR提供了高功率密度的振荡场，增强了CdSe量子点与泵浦光的相互作用，并促进了低阈值的受激发射。通过控制MCR被激发的通道数量，我们可以单独或同时输出红色、绿色、蓝色、青色、黄色、紫色和白色激光，这种多色集成微型激光器为光子芯片的发展提供了支持。

该成果发表在“Meng Zhang, Hailang Dai, Yanbo Zhao, and Xianfeng Chen, Miniaturization of multicolor quantum dots lasing based on two-dimensional constrained resonator, Advanced Optical Materials, 2400017 (2024)”。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202400017