8月22日消息，一篇8月20日发布于arXiv的预印本报告了中红外光学器件领域的新进展：研究者基于黑磷（black phosphorus）实现了中红外分布反馈（distributed-feedback, DFB）激光器，并在纳秒（nanosecond）量级脉冲激发下观测到激射行为。

中红外（mid-infrared）波段是分子指纹谱区，许多气体分子的基频振动吸收都落在该区间，因此中红外光源是环境气体传感、工业过程监测与自由空间光通信的核心器件需求。然而当前主流的中红外半导体激光技术依赖GaSb基量子阱级联结构与Interband cascade器件，其材料体系与成熟的硅光子学工艺线不兼容，制约了片上集成中红外系统的成本与规模。

黑磷作为二维材料家族中带隙随层数可调（约0.3-2电子伏）、且覆盖中红外的直接带隙成员，长期被视为片上中红外光电子的候选材料。本工作实现DFB结构（通过周期性光栅提供模式选择与单纵模运转）意味着器件从"发光"迈向"可工程化激光源"：DFB的窄线宽与单模特性正是气体检测所需的谱线质量；纳秒泵浦则表明器件在脉冲模式下达到激射阈值。

从产业视角看，若黑磷DFB激光进一步实现电泵浦与硅基集成，环境监测（甲烷、CO2等温室气体点源排查）、工业过程分析等市场将获得低成本可阵列化的传感光源方案。二维材料中红外激光的下一步看点在于连续波运转与波导集成的实现。 （来源：arXiv）