銻化物半導(dǎo)體激光可以實現(xiàn)1.8μm-4μm的中紅外波段激光輸出，具有體積小、效率高、電驅(qū)動直接發(fā)光等優(yōu)點，是中紅外激光技術(shù)領(lǐng)域的前沿研究熱點，在紅外光電技術(shù)、化學(xué)氣體及危險品監(jiān)測等領(lǐng)域具有重要應(yīng)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(dǎo)體材料較低的熱導(dǎo)率和高空穴遷移率導(dǎo)致的側(cè)向載流子泄露，使得銻化物半導(dǎo)體激光器效率低、光束質(zhì)量差、溫度穩(wěn)定性差。

    最近，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所研究員佟存柱團隊與中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員牛智川團隊合作，提出了銻化物微脊寬區(qū)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，有效抑制了載流子側(cè)向泄露和累積，將1.96μm波長的銻化物激光器最高能量轉(zhuǎn)換效率由9.8%提高到30.5%，連續(xù)輸出功率超過了1.28W，側(cè)向光束質(zhì)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(dǎo)體激光器的實現(xiàn)提供了一種可行的技術(shù)方案，成果發(fā)表于Applied Physics Express,11, 032702 (2018)，被加拿大Advances in Engineering選為工程進展領(lǐng)域有創(chuàng)新性的重要科學(xué)論文 (Key Scientific Article)，并予以特別報道。

　　該工作獲得國家自然科學(xué)基金委重大項目“銻化物低維結(jié)構(gòu)中紅外激光器基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”的資助。

圖1. 銻化物微脊寬區(qū)(MSBA)波導(dǎo)激光器結(jié)構(gòu)示意圖 

圖2. 微脊波導(dǎo)對銻化物半導(dǎo)體激光器功率、閾值、效率溫度穩(wěn)定性的改善 

文章來源：長春光學(xué)精密機械與物理研究所