在智能傳感、AR顯示等新興領(lǐng)域快速發(fā)展的當(dāng)下，柔性光子器件的應(yīng)用需求日益迫切，但機(jī)械變形時(shí)易出現(xiàn)激光輸出不穩(wěn)定的問(wèn)題，長(zhǎng)期困擾著行業(yè)發(fā)展。近日，中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所鄧詩(shī)凱研究員團(tuán)隊(duì)率先攻克這一技術(shù)瓶頸，一款基于鈣鈦礦量子點(diǎn)的高穩(wěn)定柔性納米激光器成功問(wèn)世，相關(guān)研究成果已在國(guó)際權(quán)威期刊《ACS Nano》發(fā)表，為柔性光子器件的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用打開(kāi)了新局面。

據(jù)悉，該研究論文題為“Quantum Dots on Flexible Nanohole Arrays Support Stable Nanolasing”，于2026年2月19日正式刊發(fā)。不同于傳統(tǒng)柔性光子器件的設(shè)計(jì)思路，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)材料選型與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的雙重突破，讓柔性納米激光器在承受機(jī)械形變時(shí)，依然能保持激光波長(zhǎng)與強(qiáng)度的穩(wěn)定，為后續(xù)相關(guān)技術(shù)的落地應(yīng)用提供了核心支撐。

為破解傳統(tǒng)器件的穩(wěn)定性短板，鄧詩(shī)凱團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)與優(yōu)化，最終確定了獨(dú)特的復(fù)合結(jié)構(gòu)方案。團(tuán)隊(duì)選用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為器件襯底，在其表面制備周期性納米孔陣列，再在陣列上填充并覆蓋一層鈣鈦礦量子點(diǎn)（CsPbBr3）薄膜。更為關(guān)鍵的是，科研人員通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控PDMS的組分比例，使其泊松比達(dá)到0.5左右，利用該材料在雙軸拉伸時(shí)的晶格周期自補(bǔ)償特性，從根源上解決了共振波長(zhǎng)漂移的問(wèn)題。

一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分驗(yàn)證了該器件的優(yōu)異性能。借助導(dǎo)模共振（GMR）效應(yīng)，這款柔性納米激光器在外部光泵浦作用下，可穩(wěn)定發(fā)射波長(zhǎng)約為532納米的綠光，且激光閾值僅為15 μJ/cm2，能耗優(yōu)勢(shì)顯著。該器件在承受高達(dá)15%的拉伸應(yīng)變時(shí)，激光波長(zhǎng)幾乎沒(méi)有偏移；經(jīng)過(guò)1000次5%應(yīng)變的反復(fù)拉伸循環(huán)后，其各項(xiàng)性能依舊保持穩(wěn)定，展現(xiàn)出極強(qiáng)的機(jī)械耐用性。

基于這一核心技術(shù)突破，科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步拓展了器件的應(yīng)用場(chǎng)景。將激光陣列貼附在圓柱面、球面等不同曲面上，可實(shí)現(xiàn)超過(guò)±50°的三維空間激光發(fā)射方向動(dòng)態(tài)調(diào)控；把柔性激光器貼合在旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇葉片上，通過(guò)監(jiān)測(cè)激光信號(hào)的周期性變化，就能精準(zhǔn)完成轉(zhuǎn)速測(cè)量，適配各類(lèi)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)部件的狀態(tài)監(jiān)測(cè)需求。此外，通過(guò)在激光器下方設(shè)置不同高度的凸起結(jié)構(gòu)，利用局部形變調(diào)整表面法線(xiàn)方向，還可實(shí)現(xiàn)光束角度的可編程控制和激光光斑面積的連續(xù)調(diào)節(jié)。

在應(yīng)用探索方面，團(tuán)隊(duì)還提出了將該器件應(yīng)用于人臉識(shí)別領(lǐng)域的設(shè)想。據(jù)介紹，人臉識(shí)別的分辨率取決于每個(gè)采樣點(diǎn)獲取的激光信號(hào)數(shù)量，而通過(guò)調(diào)控這款柔性激光器陣列表面的凸起參數(shù)，就能精準(zhǔn)控制每個(gè)特征點(diǎn)的激光信號(hào)采集數(shù)量與角度，進(jìn)而大幅提升人臉識(shí)別的精度，為高精度生物識(shí)別技術(shù)發(fā)展注入新動(dòng)力。