激光技术的发明者表示，这项破纪录的进展可能有助于支持更小、更便宜、更容易制造的光学和量子技术的发展。

格拉斯哥大学的研究人员在单个完全集成的微芯片上设计并制造了一种窄线宽激光器，其性能达到了同类半导体激光器中的最佳水平。

它可以帮助克服阻碍前几代单片半导体激光器技术得到更广泛应用的许多障碍。

未来，新的激光系统可以应用于先进通信系统和牢不可破的量子密码等尖端技术。

该团队的新系统被称为“带光注入锁定的拓扑界面态扩展激光器”或 MOIL-TISE，它能够产生比任何以前的分布式反馈 (DFB) 激光系统更窄、更纯净的激光。

激光器的线宽是衡量其光纯度的指标之一。更窄的激光器产生的光束更稳定，其工作频率的波动很小。该团队的 MOIL-TISE 系统能够产生仅为 983Hz 的线宽，这比目前市场上工作频率为 MHz 的单片 DFB 激光器有了显著的进步。

《科学进展》杂志发表的题为“具有光注入锁定的窄线宽单片拓扑界面态扩展激光器”的论文讨论了在单个集成芯片上开发 MOIL-TISE 系统。

以往的高光谱纯度激光器面临着一个重大挑战：如何在顶级性能和紧凑设计之间取得平衡。为了实现高效率，设计人员通常依赖混合集成和笨重的外部元件，这限制了激光器的实用性，并限制了其在片上集成应用中的潜力。

该团队描述了他们如何利用格拉斯哥大学詹姆斯瓦特纳米制造中心的设施在由磷化铟组成的半导体基板上制造 MOIL-TISE 设备。

该系统的性能得益于其独特的形状设计，将芯片分成三个区域，每个区域都有各自的光学相位，并经过特殊调整，以保持光线在区域之间均匀分布。结合芯片中集成的微环谐振器，该系统可以内部循环利用光线，从而稳定性能，并实现系统紧密聚焦的线宽。

格拉斯哥大学关键技术加速器（CTA）的孙晓博士是该论文的第一作者和通讯作者。他表示：“格拉斯哥大学在英国独树一帜，我们无需离开校园就能将这样的项目从最初的想法发展成功能齐全的原型?！?/span>

“詹姆斯瓦特纳米制造中心使我们能够设计、制造和测试我们的 MOIL-TISE 系统，大大加快了研究进程。

窗体底端

“这项研究是关键技术加速器正在努力实现的突破性进展的一个很好的例子。能够在JWNC使用商用技术制造出这种装置，表明在未来几年内，业界可以轻松且经济地开始制造基于MOIL-TISE的设备?！?/span>

詹姆斯·瓦特工程学院的侯连平教授是该论文的共同通讯作者。他表示：“我们的MOIL-TISE激光器在该领域取得了三项重大突破和改进。它是同类产品中首款单片器件，所有组件都集成在一块芯片上?！?/span>

“它可以产生频率纯度极高的激光器，这是同类单片分布反馈激光器中迄今为止达到的最高频率纯度。它还能够轻松地在光学相位之间切换，这是量子密钥分配系统所需的特性，而量子密钥分配系统将成为未来牢不可破的加密和通信设备的基础?！?/span>

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