一项简单技巧让微型激光器功率超历史水平

浙江大学的一个研究团队现已展示了一种克服该问题的简单方法，使钙钛矿激光器在接近连续运行下实现了创纪录的性能。据《先进光子学》(Advanced Photonics)报道，他们的方法是在多晶钙钛矿薄膜的退火过程中使用一种挥发性铵盐添加剂。该添加剂引发"相重构"，消除了不需要的低维相，减少了加速俄歇复合的通道。其结果是获得了纯净的三维结构，能更好地保存激光作用所需的载流子，且不会引入显著的光学损耗。

为理解这一改进，团队分析了不同泵浦条件下电子与空穴的复合过程。当输入光以较长脉冲或连续光束形式传输时，俄歇复合（即电子-空穴对复合释放的能量转移给另一个载流子而非以光的形式发射）会变得尤为突出。在这些情况下，载流子注入的时间尺度与俄歇寿命相当或更长，导致载流子快速损失，阻碍了激光作用所需的粒子数反转建立。通过抑制该过程，研究人员得以维持高效受激发射所需的载流子密度。

利用优化后的薄膜，团队构建了单模垂直腔面发射激光器(VCSEL)，在准连续纳秒泵浦下实现了17.3微焦耳/平方厘米的低激光阈值和3850的优异品质因子。该性能标志着此类钙钛矿激光器迄今报道的最佳水平。

这些成果为实现高性能钙钛矿激光器指明了一条实用路径，使其有望在真正连续波或电驱动条件下工作——这是将其集成至未来光子芯片及潜在柔性/可穿戴光电器件的关键里程碑。