锑化物半导体量子阱激光器研究获得重要进展【彩神VI首页】

2024-10-21 12:17:01

近日，中国科学院半导体研究所超强晶格国家重点实验室牛智川研究员团队在锑化物半导体单模和大功率量子阱激光器研究方面获得最重要进展。近年来，牛智川研究员率领的研究团队在国家973根本性科学研究计划、国家自然科学基金委重大项目及重点项目等的反对下，深入研究了锑化物半导体的材料基础物理、异质结低维材料外延生长和光电器件的制取技术等，系统性掌控了锑化物量子阱、超强晶格较低维材料物理特性理论分析和分子束外延生长方法，在突破了锑化物量子阱激光器的光刻与腐蚀等核心工艺技术基础上，创意设计金属光栅侧向耦合产于对系统（LC－DFB）结构顺利构建了2μm波段高性能单模激光器，边模诱导比超过53dB是目前同类器件的最高值，同时输出功率超过40mW是目前同类器件的3倍以上。

涉及成果在Appl．Phys．Lett．114，021102（2019）公开发表后马上被国际知名《化合物半导体，CompoundSemiconductor2019年第2期》长篇报导，认为：“该单模激光器开创性提高边模诱导比，为天基卫星载LIDAR系统和气体检测系统获取了有竞争力的光源器件”。在锑化物量子阱大功率激光器方面，研究团队创意使用数字合金法生长波导层等关键技术，研制成功2μm波段的InGaSb／AlGaAsSb突发事件量子阱大功率激光器，其单管器件的室温倒数输出功率超过1.62瓦、巴条（线阵）激光器组件的室温倒数输出功率16瓦，综合性能超过国际一流水平并突破国外高功率半导体激光器出口容许规定的性能条款。GaSb基InGaAsSb晶格给定异质结量子阱的能带带上隙固定式范围覆盖面积了1.8μm～4.0μm的短波红外区域，与该波段的其它激光材料体系比起其在研制电必要驱动下高光电效率的激光器方面具备独有的优势。随着锑化物多元素简单较低维材料分子束外延技术的不断进步，国际上锑化物半导体涉及的材料与光电器件技术创新发展十分迅速。

上述锑化物半导体激光器研究成果突破了短波红外激光器技术领域长年卡脖子核心技术，将在危险性气体检测、环境监测、医疗与激光加工等诸多高新技术产业充分发挥最重要价值。

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