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蘇州納米所紅外光源獲得突破性進(jìn)展

星之球科技 來源:微迷網(wǎng)2018-04-07 我要評論(0 )   

超輻射發(fā)光管(SLD)是一種利用放大自發(fā)輻射的非相干光源,它兼具了激光器的大功率和LED的寬光譜特性,同時具有弱時間相干性和高

 超輻射發(fā)光管(SLD)是一種利用放大自發(fā)輻射的非相干光源,它兼具了激光器的大功率和LED的寬光譜特性,同時具有弱時間相干性和高光纖耦合效率,是一些非相干光學(xué)系統(tǒng)(如光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)(OCT))的理想光源。 OCT技術(shù)是上世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種具有高分辨率、非接觸式、無輻射損傷等諸多優(yōu)點的一種生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù),已在眼科、牙科和皮膚科的臨床診斷中有重要應(yīng)用,是繼X-CT和MRI醫(yī)學(xué)成像技術(shù)之后的又一大技術(shù)突破。OCT系統(tǒng)的發(fā)展與所采用光源息息相關(guān),其應(yīng)用、升級換代強(qiáng)烈地依賴于核心光源的發(fā)展水平。目前OCT技術(shù)雖然已被大眾認(rèn)可,一些國內(nèi)外醫(yī)院成立了專門的OCT成像科室,但OCT技術(shù)的巨大優(yōu)勢還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有體現(xiàn)出來,因為其發(fā)展中遇到了兩個主要瓶頸:(1)成像分辨率較低;(2)成像深度有待提高。因而對OCT系統(tǒng)所采用的寬譜光源的訴求就是:(1)高功率與寬光譜共存的近紅外寬譜光源的制備;(2)寬譜光源的工作波長向中紅外波段拓展。
針對這一科學(xué)問題,中科院蘇州納米所張子旸課題組與中科院半導(dǎo)體所劉峰奇、王占國實驗室合作利用調(diào)制摻雜的多層量子點結(jié)構(gòu),打破了傳統(tǒng)半導(dǎo)體寬光譜光源中輸出光譜寬度與輸出功率相互制約的關(guān)系,成功地研制出了近紅外波段高輸出功率>20 mW、同時寬光譜>130 nm的量子點SLD (如圖1所示);隨后又利用子帶間躍遷的量子級聯(lián)材料為增益介質(zhì),采用寬譜光源與光放大器單片集成的器件結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了國際上第一支室溫連續(xù)工作的中紅外量子級聯(lián)SLD(如圖2所示),這一進(jìn)展填補(bǔ)了中紅外波段室溫連續(xù)工作半導(dǎo)體寬光譜光源的空白。這些研究成果為提高目前近紅外OCT系統(tǒng)的性能,實現(xiàn)多年前理論預(yù)言的中紅外OCT系統(tǒng)奠定了材料及器件基礎(chǔ)。
蘇州納米所紅外光源取得突破性進(jìn)展
圖1 調(diào)制摻雜自組織量子點J型波導(dǎo)SLD結(jié)構(gòu)示意圖、光譜和P-I曲線
 

 

蘇州納米所紅外光源取得突破性進(jìn)展


圖2 室溫連續(xù)工作的中紅外量子級聯(lián)SLD結(jié)構(gòu)及發(fā)光示意圖

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