我國學者提出銻化物微波導結構提高激光器工作效率

　　銻化物半導體激光可以實現1.8μm-4μm的中紅外波段激光輸出，具有體積小、效率高、電驅動直接發光等優點，是中紅外激光技術領域的前沿研究熱點，在紅外光電技術、化學氣體及危險品監測等領域具有重要應用前景，并可作為中紅外光纖激光器的種子源和同帶泵浦光源。然而，由于銻化物半導體材料較低的熱導率和高空穴遷移率導致的側向載流子泄露，使得銻化物半導體激光器效率低、光束質量差、溫度穩定性差。

圖1. 銻化物微脊寬區(MSBA)波導激光器結構示意圖

　　 最近，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究員佟存柱團隊與中國科學院半導體研究所研究員牛智川團隊合作，提出了銻化物微脊寬區波導結構，有效抑制了載流子側向泄露和累積，將1.96μm波長的銻化物激光器最高能量轉換效率由9.8%提高到30.5%，連續輸出功率超過了1.28W，側向光束質量改善了36%，閾值、溫度特性和電流對遠場的影響都得到明顯改善，該研究為高亮度銻化物半導體激光器的實現提供了一種可行的技術方案，成果發表于Applied Physics Express,11, 032702 (2018)，被加拿大Advances in Engineering選為工程進展領域有創新性的重要科學論文 (Key Scientific Article)，并予以特別報道。

　　該工作獲得國家自然科學基金委重大項目“銻化物低維結構中紅外激光器基礎理論與關鍵技術”的資助。

圖2. 微脊波導對銻化物半導體激光器功率、閾值、效率溫度穩定性的改善