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中科院半导体所研制瓦级中波红外量子级联激光器

传感器专家网 来源:中国科学院半导体研究所 作者:中国科学院半导体 2022-11-25 01:23 次阅读

近日,中国科学院半导体研究所的研究人员在《光学学报》期刊上发表了题为“MOCVD生长的瓦级中波红外高功率量子级联激光器”的最新论文,报道了通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长的高性能瓦级中波红外量子级联激光器(QCL)。通过优化MOCVD生长条件,实现了高界面质量双声子共振结构材料生长,制备出室温连续(CW)功率最高为1.21W的4.6μm QCL。本研究工作对于提升QCL材料制备效率、推进QCL技术产业化应用具有重要意义。

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基于子带间跃迁的QCL是中远红外波段理想的激光光源,通过精巧的能带结构设计可突破半导体材料本征带隙限制、实现波长拓展,是半导体激光器发展史上具有里程碑意义的器件,在红外光电对抗、环境检测工业过程监测、自由空间通信等国民经济和国防安全众多领域具有迫切应用需求。

自QCL发明以来,材料制备主要以分子束外延(MBE)技术为主。随着MOCVD设备的不断发展,基于MOCVD技术的QCL研究也逐渐发展。虽然分MBE技术可以更好地控制界面以及层厚,从而实现高性能QCL,但是随着QCL的广泛使用,MBE技术由于超高真空操作工艺,生产效率低、成本高,限制了QCL的产业化应用推进。具有高效率特性、更适合于产业化的MOCVD技术是实现QCL材料高效制备的重要选择,基于MOCVD技术的高性能QCL研究对于推进QCL产业化发展具有重要意义。

基于此,本文报道了通过MOCVD生长的高性能中波红外QCL。通过MOCVD生长条件优化,获得了高界面质量应变补偿InGaAs/InAlAs/InP QCL材料,制备出室温CW功率最高为1.21W的4.6μm QCL。

审核编辑黄昊宇

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