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)勢還遠遠沒有體現(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。
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
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
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），這一進展填補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)。
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
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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