中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
近日，中國科學(xué)院半導體研究所超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗室牛智川研究員團隊在銻化物半導體單模和大功率量子阱激光器研究方面取得重要進(jìn)展。
近年來(lái)，牛智川研究員帶領(lǐng)的研究團隊在國家973重大科學(xué)研究計劃、國家自然科學(xué)基金委重大項目及重點(diǎn)項目等的支持下，深入研究了銻化物半導體的材料基礎物理、異質(zhì)結低維材料外延生長(cháng)和光電器件的制備技術(shù)等，系統性掌握了銻化物量子阱、超晶格低維材料物理特性理論分析和分子束外延生長(cháng)方法，在突破了銻化物量子阱激光器的刻蝕與鈍化等核心工藝技術(shù)基礎上，創(chuàng )新設計金屬光柵側向耦合分布反饋（LC-DFB）結構成功實(shí)現了2μm波段高性能單模激光器，邊模抑制比達到53dB是目前同類(lèi)器件的最高值，同時(shí)輸出功率達到40mW是目前同類(lèi)器件的3倍以上。相關(guān)成果在A(yíng)ppl．Phys．Lett．114，021102（2019）發(fā)表后立刻被國際著(zhù)名《化合物半導體，Compound Semiconductor 2019年第2期》長(cháng)篇報道，指出：“該單模激光器開(kāi)創(chuàng )性提升邊模抑制比，為天基衛星載激光雷達（LiDAR）系統和氣體檢測系統提供了有競爭力的光源器件”。
在銻化物量子阱大功率激光器方面，研究團隊創(chuàng )新采用數字合金法生長(cháng)波導層等關(guān)鍵技術(shù)，研制成功2μm波段的InGaSb／AlGaAsSb應變量子阱大功率激光器，其單管器件的室溫連續輸出功率達到1.62瓦、巴條（線(xiàn)陣）激光器組件的室溫連續輸出功率16瓦，綜合性能達到國際一流水平并突破國外高功率半導體激光器出口限制規定的性能條款。
GaSb基InGaAsSb晶格匹配異質(zhì)結量子阱的能帶帶隙可調范圍覆蓋了1.8μm～4.0μm的短波紅外區域，與該波段的其它激光材料體系相比其在研制電直接驅動(dòng)下高光電效率的激光器方面具有獨特的優(yōu)勢。
隨著(zhù)銻化物多元素復雜低維材料分子束外延技術(shù)的不斷進(jìn)步，國際上銻化物半導體相關(guān)的材料與光電器件技術(shù)創(chuàng )新發(fā)展十分迅速。上述銻化物半導體激光器研究成果突破了短波紅外激光器技術(shù)領(lǐng)域長(cháng)期卡脖子核心技術(shù)，將在危險氣體檢測、環(huán)境監測、醫療與激光加工等諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)揮重要價(jià)值。
