GaN基窄線寬半導(dǎo)體激光器具有體積小、效率高、光譜線寬窄、工作波長(zhǎng)穩(wěn)定、高的調(diào)制速率，相干性好、發(fā)光波長(zhǎng)覆蓋范圍廣等優(yōu)勢(shì)，是原子鐘、可見光通信、水下激光雷達(dá)的理想光源。

 

近日，第七屆國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇暨第十八屆中國(guó)國(guó)際半導(dǎo)體照明論壇（IFWS & SSLCHINA 2021）在深圳會(huì)展中心舉行。期間，“鈣鈦礦量子點(diǎn)與激光照明顯示技術(shù)“論壇上，中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所唐永軍做了題為”硅襯底GaN基激光器研究進(jìn)展“的主題報(bào)告，詳細(xì)分享了GaN-on-Si窄線寬激光二極管、微腔激光二極管等的研究進(jìn)展。

 

制備GaN基窄線寬激光器面臨著許多挑戰(zhàn)；要實(shí)現(xiàn)單縱模工作，光柵的反射帶寬要和縱模間隔基本相當(dāng)，但是由于GaN基激光器的波長(zhǎng)短，導(dǎo)致其縱模間隔(0.03 nm)相較于GaAs/InP基激光器(0.4 nm)小一個(gè)數(shù)量級(jí)和亞微米量級(jí)光柵，因此，光柵制備難度大；此外，為了實(shí)現(xiàn)單模工作需要在激光器中干法刻蝕大量光柵，但是在刻蝕過程中高能粒子轟擊、掩膜變形、深寬比的限制會(huì)帶來形貌粗糙、側(cè)壁傾斜、刻蝕損傷等問題，引起光柵反饋?zhàn)饔脺p弱，光學(xué)損耗增加，造成激光器閾值增加。

 

研究通過調(diào)控光場(chǎng)與光柵的耦合，增強(qiáng)反饋?zhàn)饔茫粶p少光柵數(shù)量，減小trench寬度，抑制散射損耗，同時(shí)運(yùn)用濕法化學(xué)拋光技術(shù)對(duì)光柵形貌進(jìn)行調(diào)控，去除了刻蝕損傷，降低了光學(xué)損耗，使光柵側(cè)壁更加陡峭，從而能夠在保持反饋?zhàn)饔玫耐瑫r(shí)減少光柵數(shù)量，大幅降低光柵數(shù)量增加帶來的學(xué)損耗和閾值電流，成功制備了室溫電注入激射Si基GaN窄線寬半導(dǎo)體激光器。

 

（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料整理，如有出入敬請(qǐng)諒解）