基于金属限制和表面等离子激元的半导体微腔激光器的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61106048
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    杨跃德
  • 依托单位：
    中国科学院半导体研究所
  • 学科分类：
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

利用金属可以使光场的限制突破衍射极限，制作出尺度小于波长的激光器。瞄准微腔激光器在光子集成中的应用，我们将开展基于金属限制和表面等离子激元的半导体微腔激光器的研究。主要研究金属限制和吸收对微腔模式品质因子和模式体积的影响、微腔内自发辐射增强的机理和其对激光器动态特性的影响、实现亚波长尺度微腔激光器有效定向输出的方法、表面等离子激元模式与普通模式的相互作用和耦合以及半导体微腔激光器的制作工艺技术。在此基础上研制出微米尺度的电注入半导体微腔激光器，并研究与硅基光波导的集成及直接调制动态特性，同时研究亚波长尺度微腔激光器及其在量子信息和基础物理研究中的应用。

结项摘要

本项目瞄准微腔激光器在光子集成中的应用，开展了基于金属限制和表面等离子激元的半导体微腔激光器的研究。我们通过理论分析和数值模拟系统的研究了金属限制光学微腔的模式特性，实验研究了亚波长尺寸的光泵浦微腔激光器和低阈值电注入微腔激光器，并实现了定向输出半导体微腔激光器的高速直接调制，为将低阈值小体积的半导体微腔激光器应用于光互连提供了可行方案。取得的主要成果如下：对于二维结构金属限制的光学微腔，通过引入缺陷和金属限制可以获得较好的远场分布并实现激光器的定向出射；在三维纵向半导体材料限制的光学微腔中，发现由于微腔模式和纵向传播模式的耦合，并可以通过其辐射模式实现模式的波导耦合定向输出；通过电子束曝光和ICP 刻蚀制备了亚波长尺寸的圆柱形和正方形微腔激光器，微腔侧壁采用SiO2和金属包裹，实现了最小半径450nm的微腔激光器的光泵浦激射；研究了垂直辐射损耗对微腔激光器尺寸的限制，实现了电注入阈值电流小于0.6mA的微腔激光器的室温连续工作；利用图形电极减小了微腔激光器的寄生电容，实现了微腔激光器的高速直接调制，调制带宽大于13GHz。本项目研究中共发表SCI检索论文19篇，国际会议论文1篇，培养博士生3名，申请者入选了人社部博管会“香江学者计划”和中科院青年创新促进会会员。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Investigations on high speed directly modulated microdisk lasers accounting for radial carrier hole burning
高速直接调制微盘激光器解决径向载流子烧孔问题的研究
  • DOI：
    10.1117/1.oe.53.4.046104
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Optical Engineering
  • 影响因子：
    1.3
  • 作者：
    Huang; Yong-Zhen;Lv; Xiao-Meng;Zou; Ling-Xiu;Long; Heng;Xiao; Jin-Long;Yang; Yue-De;Du; Yun
  • 通讯作者：
    Yun
Mode Analysis for Unidirectional Emission AlGaInAs/InP Octagonal Resonator Microlasers
单向发射 AlGaInAs/InP 八角形谐振腔微型激光器的模式分析
  • DOI：
    10.1109/jstqe.2013.2244566
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Zou; Ling-Xiu;Lv; Xiao-Meng;Huang; Yong-Zhen;Long; Heng;Xiao; Jin-Long;Yao; Qi-Feng;Lin; Jian-Dong;Du; Yun
  • 通讯作者：
    Yun
Coherence of a single mode InAlGaAs/InP cylinderical microlaser with two output ports
具有两个输出端口的单模 InAlGaAs/InP 圆柱微型激光器的相干性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Optics Letters
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Lin; Jian-Dong;Huang; Yong-Zhen;Yang; Yue-De;Yao; Qi-Feng;Lv; Xiao-Meng;Xiao; Jin-Long;Du; Yun
  • 通讯作者：
    Yun
Mode Characteristics and Optical Bistability for AlGaInAs/InP Microring Lasers
AlGaInAs/InP 微环激光器的模式特性和光学双稳定性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    IEEE Photonics Technology Letters
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Lv; Xiao-Meng;Yang; Yue-De;Zou; Ling-Xiu;Long; Heng;Xiao; Jin-Long;Du; Yun;Huang; Yong-Zhen
  • 通讯作者：
    Yong-Zhen
Analysis of Mode Coupling and Threshold Gain Control for Nanocircular Resonators Confined by Isolation and Metallic Layers
隔离层和金属层限制的纳米圆形谐振器的模式耦合和阈值增益控制分析
  • DOI：
    10.1109/jlt.2012.2234437
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Lightwave Technology
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Yao; Qi-Feng;Huang; Yong-Zhen;Zou; Ling-Xiu;Lv; Xiao-Meng;Lin; Jian-Dong;Yang; Yue-De
  • 通讯作者：
    Yue-De

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其他文献

Tunable light-frequency comb based on dual-mode square micro-cavity laser
基于双模方形微腔激光器的可调谐光频梳
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015-04-09
  • 期刊：
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    龙衡;黄永箴;马秀雯;邹灵秀;肖金龙;杨跃德
  • 通讯作者：
    杨跃德

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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