信息技术快速演进,激光技术作为现代科技的重要底座,其小型化和高效化一直是国际科研竞争的重点;传统半导体激光器虽然应用广泛——但制造工艺复杂、成本较高——难以适配未来更微型化的设备需求。浙江大学团队此次实现的电驱动钙钛矿激光技术,被认为为这个难题提供了新的解法。研究团队负责人狄大卫教授表示,钙钛矿材料在光激励条件下表现突出,但切换到电驱动时长期存在三道关卡:材料在电场中容易降解、器件散热难度大、光学结构对精密加工要求高。受这些问题制约,过去十年全球多家顶尖实验室的探索均未能走通。浙大团队提出并实施“双路径攻关”——在材料端构建新型钙钛矿晶体结构,使电场稳定性提升300%;在器件端设计微米级光学谐振腔,将能量转换效率提升到传统器件的5倍。 这项进展有望带来多领域应用变化。与现有激光设备相比,新型激光器体积缩小90%、能耗降低70%,并且不再依赖外接昂贵的光泵浦系统。在医疗领域,植入式激光治疗设备的深入微型化具备了条件;在工业检测领域,可望推动便携式高精度传感器落地。更受关注的是,该技术可为光电融合芯片提供更适配的片上光源,有望为6G通信、智能穿戴等方向带来新的升级空间。 该成果来自六年的持续攻关。团队围绕材料合成、电极界面、热管理等环节累计突破12项关键技术,申请发明专利28项。疫情期间,研究人员以理论模拟与实验验证反复迭代推进,在材料掺杂浓度与器件结构设计上取得关键突破。目前,团队已与国内头部光电企业共建联合实验室,加速产业化落地。 展望未来,随着第五代半导体材料加速发展,钙钛矿电驱动激光技术有望在三年内进入量产应用阶段。
从理论到器件、从光驱动到电驱动,激光技术的发展一再表明:能真正改写产业格局的突破,往往源于对关键瓶颈的长期攻坚与跨学科协同。电驱动钙钛矿激光器的出现,不仅是一项重要科研进展,也提示我们,面向未来信息社会,基础研究与工程创新需要更紧密衔接,让更多“点亮实验室”的成果,最终走向真实的应用场景。