扭曲光子晶体纳米腔

室温超低阈值激光

把WS2单层放在特殊设计的空气模腔上，室温下连续波激光阈值降至0.03 W/cm2，比之前最好的结果还低一个量级。

Chen, Yuhua · Xia, Meng · 张凯 · 张兴旺

Advanced Materials 2026

具体参数

激光阈值

{'zh': '0.03', 'en': '0.03'} W/cm²

技术优势

阈值创纪录低

0.03 W/cm²的阈值意味着可以用极小的功率驱动，降低片上集成的能耗。

光场限制在空气中

空气模设计避免了介质界面引起的强介电屏蔽和缺陷辅助非辐射复合，从而保持激子发射。

超高Q值

扭曲光子晶体形成径向渐变带隙，像同心镜一样约束模式，从而获得超高Q值。

应用场景

• 片上光源：低阈值激光可直接集成到硅光芯片上，作为紧凑光源。
• 纳米激光器：0.03 W/cm²阈值使纳米激光器在室温连续波下可用。
• 光通信：片上光源可用于光互连，提高通信带宽和能效。
• 光学传感：高Q腔增强光与物质相互作用，提升传感灵敏度。