我国先进阿秒激光大科学装置启动建设 | 激光快报
我国先进阿秒激光大科学装置启动建设！
近日，据人民日报报道，国家重大科技基础设施“先进阿秒激光设施”在广东东莞正式开工，该设施由中国科学院承建，共布局10条束线和22个应用终端。本次开工建设的6条束线由中国科学院物理研究所负责，另外4条束线将在陕西西安建设，由中国科学院西安光学精密机械研究所负责。阿秒激光大科学装置的建设将为研究物理、化学、材料、信息、生物医学等学科中的重大科学问题提供了全新的技术手段。
来源：
http://www.news.cn/20250118/c2b788cf50854adea33deaf3cf5108b3/c.html
我国一激光厂商被美国列入“黑名单”
2025年1月16日，美国商务部工业和安全局（BIS）修订了《出口管制条例》（EAR），在实体清单共增加了25个中国实体，主要包括智谱旗下10个实体、算能旗下约11个实体（包括一个新加坡分公司），以及哈勃投资的中国激光企业——北京科益虹源光电技术有限公司等。美国供应商在未事先获得特殊许可证的情况下，将被禁止向被列入清单的中国实体发货，此次新规于发布当天生效。据悉，北京科益虹源光电技术有限公司成立于2016年7月，注册资本1.2亿，是国家02重大专项“准分子激光技术”成果的产业化载体，股东单位包括：中国科学院光电研究院、中国科学院微电子所、亦庄国投、国科控股等。
（图片来源：Federal register）
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“超越EUV”时代，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室研发PW级铥激光器
近日，据Tom's Hardware报道，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）正在开发一种PW（1015 W）级的大孔径铥（BAT）激光器。据悉，这款激光器拥有将极紫外光刻（EUV）光源效率提高约10倍的能力，或有望取代当前EUV工具中使用的二氧化碳激光器。目前LLNL的研究表明，BAT激光器的工作波长可以实现更高的等离子体到EUV转换效率。此外，与基于气体的二氧化碳激光装置相比，BAT系统中使用的二极管泵浦固态技术可以提供更好的整体电气效率和热管理。这意味着在半导体生产中实施BAT技术将有望减少大量能耗。
（图片来源：Tom's Hardware）
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诺贝尔物理学奖获得者Ferenc Krausz受聘长春理工大学
近日，2023年诺贝尔物理学奖获得者、德国马克斯-普朗克量子光学研究所所长兼德国慕尼黑大学实验物理学-激光物理学主席Ferenc Krausz（费伦茨·克劳斯）教授受聘为长春理工大学荣誉教授，长春理工大学校长郝群教授代表学校向Ferenc Krausz教授颁发聘书。
（图片来源：长春理工大学官网）
来源：
https://www.cust.edu.cn/lgxw/fac81760ab754508afc7447cb78e0d32.htm
科研成果
基于集成螺旋腔激光器的光学原子钟
光原子钟在计时精度方面已经取得了巨大的进展，但其实用性仍取决于是否能在室外条件下运行。光子集成技术被视为光原子钟小型化和便携化的关键手段，然而目前仍然难以实现设计芯片级别尺度的高性能稳定激光器。为此，美国麻省理工学院林肯实验室的研究人员在Nature Photonics发表了题为“Optical atomic clock interrogation using an integrated spiral cavity laser”的研究。证明了当与1348 nm种子激光器连接时，集成超高品质因数螺旋腔，在芯片上达到7.5×10-14分数频率不稳定性。在将光倍频到674 nm时，该激光器寻址88Sr+窄线宽跃迁，并展示了Sr-离子时钟的操作，而且短期不稳定性平均下降为3.9 × 10−14（τ，平均时间）。研究结果对于构建完全轻型、便携式和可大规模制造的集成光学和电子器件研究具有重要意义。
（图片来源：Nature Photonics）
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01588-8
广域半导体激光器中的自发相位锁定现象
广域半导体激光器能够突破单一横模激光器的输出功率限制，因此在近年来吸引了研究者们的广泛关注。作为高功率应用中的关键器件，广域半导体激光器对高功率激光器、时空模式锁定等应用领域具有重要影响。然而，广域激光器由于横向激光模式之间的相互作用，其复杂的时空动力学及固有的稳定性问题成为了制约其性能和应用的重大挑战。
为此，法国洛林大学的Stefan Bittner和Marc Sciamanna在Nature Photonics发表了题为“Spontaneous phase locking in a broad-area semiconductor laser”的研究论文：通过动力学和超高分辨率时空光谱分析，发现了激光器中横向模式的自发相位锁定现象，揭示了相位锁定的第一阶和第二阶横向模式的多重态；由于激光器的整体动力学具有不稳定性，并且系统本身并未具备任何特意诱导相位锁定的机制，由此证明和解释了实验中意外发现的自发相位锁定现象；观察到的部分同步状态，其中有同步和非同步激光模式群体共存，与耦合振荡器网络中的奇美拉态相似，表明这种状态可能在比以往认为的更广泛的系统中存在。研究结果为多模激光系统的研究和应用开辟了新的方向。
（图片来源：Nature Photonics）
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41566-024-01604-x
新型半波等离子体纳米激光器
传统的激光器通常依赖于光子在腔内的多次反射来实现增益，但这种方法在微型化过程中受到衍射极限的限制。为了突破该限制，利用金属表面等离子体与光子的耦合来实现亚波长模式激光发射的等离子体激光器吸引了研究者们的广泛关注。针对等离子体激光器研究中面临的技术瓶颈，麻省总医院（Massachusetts General Hospital）的研究人员开发了一种尺寸在170至280 nm之间的新型半波纳米激光器，且其工作在最低阶的局域表面等离子体模式下，并实现了室温激光振荡；在近红外区域激光器实现了高增益与低阶模式的稳定振荡，避免了非辐射耦合到高阶等离子体模式的问题；此外，作者团队还在活体生物细胞内展示了基于等离子体的纳米激光器的高阶激光。研究结果为细胞内光学成像和光学条形码等前沿应用提供了新的可能性，并以“Half-wave nanolasers and intracellular plasmonic lasing particles”为题发表在了Nature Nanotechnology。
（图片来源：Nature Nanotechnology）
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01843-7
基于纳米脊工程的砷化镓基片上集成激光器
硅基光子学对于未来通信、计算和世界感知具有非常重要的作用，但由于缺乏高度可扩展的、原生互补金属氧化物半导体（CMOS）来进行光源集成，因此阻碍了其应用的发展。尽管研究者们在硅基上实现III-V族光源的混合与异质集成方面已取得显著进展，但目前III-V族光源与硅的集成技术仍存在各种问题，如制造吞吐量受限、成本高、环境可持续性差等。为此，瑞士电子与微技术中心（CSEM）的研究团队研发了一种基于“纳米脊工程”的新型集成方法，在CMOS试产线中的300 mm硅片上实现了电驱动GaAs基激光二极管的制造，通过在晶圆尺度上高质量生长出嵌入型p-i-n二极管和基于InGaAs量子阱的砷化镓纳米脊形波导，研究团队在整片晶圆上的300多个器件中，演示了波长约为1020 nm室温连续波激光，阈值电流低至5 mA，输出功率超过1 mW，激光线宽低至46 MHz，激光器工作温度高达55 °C。研究成果光学传感、光互连等领域的发展提供了参考，并以“GaAs nano-ridge laser diodes fully fabricated in a 300-mm CMOS pilot line”为题发表在了Nature期刊。
（图片来源：Nature）
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08364-2
专栏编辑 | 赖寿强 厦门大学电子科学与技术学院
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