GaN基窄線寬半導體激光器具有體積小、效率高、光譜線寬窄、工作波長穩定、高的調制速率，相干性好、發光波長覆蓋范圍廣等優勢，是原子鐘、可見光通信、水下激光雷達的理想光源。

 

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

 

制備GaN基窄線寬激光器面臨著許多挑戰；要實現單縱模工作，光柵的反射帶寬要和縱模間隔基本相當，但是由于GaN基激光器的波長短，導致其縱模間隔(0.03 nm)相較于GaAs/InP基激光器(0.4 nm)小一個數量級和亞微米量級光柵，因此，光柵制備難度大；此外，為了實現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、深寬比的限制會帶來形貌粗糙、側壁傾斜、刻蝕損傷等問題，引起光柵反饋作用減弱，光學損耗增加，造成激光器閾值增加。

 

研究通過調控光場與光柵的耦合，增強反饋作用；減少光柵數量，減小trench寬度，抑制散射損耗，同時運用濕法化學拋光技術對光柵形貌進行調控，去除了刻蝕損傷，降低了光學損耗，使光柵側壁更加陡峭，從而能夠在保持反饋作用的同時減少光柵數量，大幅降低光柵數量增加帶來的學損耗和閾值電流，成功制備了室溫電注入激射Si基GaN窄線寬半導體激光器。

 

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）