▲来源：ORNL

与多个卓越中心精诚合作，在第三方基金的支持下，来自DTU的科学家正在利用Fano干涉探索新型光子器件的物理原理和诸多应用。这种物理效应可用于实现超快和低噪声纳米激光器(称为Fano激光器)、光学晶体管和单光子量子器件。

现在，DTU的科学家已经表明，与现有的微型激光相比，Fano激光的相干性可以得到显著提高。其研究结果发表在《Nature Photonics》上。“激光的相干性是衡量激光产生的光颜色纯度的重要尺度。更高的相干性对于片上通信、可编程光子集成电路、传感、量子技术和神经形态计算等应用都是必不可少的。例如，相干光通信系统利用光脉冲的相位来传输和检测信息，从而产生了巨大的信息容量。

DTU Fotonik教授、NATEC和NanoPhoton中心负责人Jesper mork进一步解释说：“尺寸为几微米(一微米相当于千分之一毫米)的Fano激光在一种被称为连续体中的束缚态( bound-state-in the-continuum，BICs )这一特殊光学状态下工作，这种状态是由Fano共振引起的。这种状态的存在最初是由量子力学的一些早期先驱发现的，但多年来一直未经过详实的实验研究。”

主要作者和高级研究员Yi Yu补充道：“在这篇论文中，我们展示了这种连续介质中束缚态的特性完全可以用来提高激光的相干性。这个观察结果可以称得上出乎意料，因为连续体中的束缚态远不如激光中常用态稳定。我们在论文中从实验和理论上表明这种新状态的特性可以加以利用。我们通过和Kresten Yvind教授的团队进行合作，共同开发了一个先进的纳米技术平台——掩埋异质结构技术（Buried Heterostructure Technology）。这种技术允许精准实现在活性物质的特定微型、纳米大小的区域里产生光。正是Fano共振的物理学与这种技术相结合，最终实现了对量子噪声的抑制，从而实现了微型激光的最高相干性。”

▲所制造的Fano BIC激光激射图案的红外图像，其中激射波长与Fano反射镜的峰值一致(a)或与之失谐(b)。插图是剖面俯视图。左边的白色虚线方块表示纳米腔的位置，右边的白色虚线方块表示光栅耦合器(GC)，白色虚线长矩形表示半开放波导。c，d，相应的计算出Fano BIC模式的电场分布图，两图分别是开谐振(c)和关谐振(d)的激光波长。

这一新发现可能会带来Fano激光在集成电子光子电路中的广泛应用，特别是在新一代高速计算机中。在今天的计算机中，电信号被用于逻辑运算以及在计算机的不同部分之间传输数据。然而，由于电能损耗，在传输中浪费了大量的能量。Fano激光的主要作用是将电子数据转换成光信号，然后在计算机内传输，在此过程中几乎没有能量损失——就像今天在互联网上通过光纤传输一样。长远来看，可以最小的能耗获得更快的计算机芯片。