上海微系统所研发高稳定柔性纳米激光器

在智能传感、AR显示等新兴领域快速发展的当下，柔性光子器件的应用需求日益迫切，但机械变形时易出现激光输出不稳定的问题，长期困扰着行业发展。近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所邓诗凯研究员团队率先攻克这一技术瓶颈，一款基于钙钛矿量子点的高稳定柔性纳米激光器成功问世，相关研究成果已在国际权威期刊《ACS Nano》发表，为柔性光子器件的产业化应用打开了新局面。

据悉，该研究论文题为“Quantum Dots on Flexible Nanohole Arrays Support Stable Nanolasing”，于2026年2月19日正式刊发。不同于传统柔性光子器件的设计思路，该团队通过材料选型与结构创新的双重突破，让柔性纳米激光器在承受机械形变时，依然能保持激光波长与强度的稳定，为后续相关技术的落地应用提供了核心支撑。

为破解传统器件的稳定性短板，邓诗凯团队经过反复试验与优化，最终确定了独特的复合结构方案。团队选用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为器件衬底，在其表面制备周期性纳米孔阵列，再在阵列上填充并覆盖一层钙钛矿量子点（CsPbBr3）薄膜。更为关键的是，科研人员通过精准调控PDMS的组分比例，使其泊松比达到0.5左右，利用该材料在双轴拉伸时的晶格周期自补偿特性，从根源上解决了共振波长漂移的问题。

一系列实验结果充分验证了该器件的优异性能。借助导模共振（GMR）效应，这款柔性纳米激光器在外部光泵浦作用下，可稳定发射波长约为532纳米的绿光，且激光阈值仅为15 μJ/cm²，能耗优势显著。该器件在承受高达15%的拉伸应变时，激光波长几乎没有偏移；经过1000次5%应变的反复拉伸循环后，其各项性能依旧保持稳定，展现出极强的机械耐用性。

基于这一核心技术突破，科研团队进一步拓展了器件的应用场景。将激光阵列贴附在圆柱面、球面等不同曲面上，可实现超过±50°的三维空间激光发射方向动态调控；把柔性激光器贴合在旋转风扇叶片上，通过监测激光信号的周期性变化，就能精准完成转速测量，适配各类不规则运动部件的状态监测需求。此外，通过在激光器下方设置不同高度的凸起结构，利用局部形变调整表面法线方向，还可实现光束角度的可编程控制和激光光斑面积的连续调节。

在应用探索方面，团队还提出了将该器件应用于人脸识别领域的设想。据介绍，人脸识别的分辨率取决于每个采样点获取的激光信号数量，而通过调控这款柔性激光器阵列表面的凸起参数，就能精准控制每个特征点的激光信号采集数量与角度，进而大幅提升人脸识别的精度，为高精度生物识别技术发展注入新动力。