一项开创性的研究工作突出了激光技术的重要进步，为环境监测和生物医学成像等应用提供了更具成本效益和可扩展性的新选择。科学家们制造出了第一种利用胶体量子点（CQDs）的激光器，该激光器可以在整个扩展短波红外（SWIR）光谱范围内工作。
在扩展SWIR范围内运行的传统激光技术通常依赖于昂贵且复杂的材料，这限制了其可扩展性和经济性。为了解决这些问题，由ICREA教授Gerasimos Konstantatos领导的团队，在ICFO的研究人员Dr. Guy L. Withworth、Dr. Carmelita Roda、Dr. Mariona Dalmases、Dr. Nima Taghipour、Miguel Dosil、Dr. Katerina Nikolaidou和Hamed Dehghanpour的参与下，提出了一种利用胶体量子点的创新方法，并在《高级材料》期刊上发表了文章。他们成功地在扩展SWIR光谱范围内生成了相干光（激光形成的关键要求），使用的是由硫化铅（PbS）制成的大型胶体量子点。
这里介绍的CQD技术有效克服了上述障碍，同时与硅CMOS平台（构建集成电路芯片所采用的技术）兼容，有助于芯片集成。
这些PbS胶体量子点代表了第一个能够在如此广泛波长范围内激光化的半导体材料。值得注意的是，研究人员在不改变量子点化学成分的情况下实现了这一里程碑。这一成就为开发更小、更高效的胶体量子点激光器铺平了道路。此外，团队首次在PbS量子点中使用纳秒激发成功演示了激光化，消除了大型和昂贵的飞秒激光放大器的必要性。这是通过利用更大的量子点实现的，增加了量子点的吸收截面十倍，显著降低了光学增益阈值，即激光开始有效发光的临界点。
在扩展SWIR范围内操作的低成本、可扩展的红外激光的创造缓解了许多技术上的关键限制。这一创新可能会彻底改变多个领域，例如有害气体检测、安全眼睛的LIDAR系统、先进的光子集成电路以及SWIR生物窗口内的成像。依赖LIDAR、气体传感和生物医学的行业将从这一经济实惠且可集成的解决方案中受益匪浅。此外，这一进展促进了向兼容硅的光子集成电路的过渡，允许设计更加紧凑和更广泛的实施。
“我们的研究标志着红外激光技术的重大突破，”ICREA教授Gerasimos Konstantatos表示。“这是我们首次使用室温下的溶液加工材料在扩展SWIR范围内实现激光化，为实际应用和更易获取的技术的开发奠定了基础。”
