中科院半導體所研制瓦級中波紅外量子級聯激光器

近日，半導體研究所的研究人員在《光學學報》期刊上發表了題為“MOCVD生長的瓦級中波紅外高功率量子級聯激光器"的論文，報道了通過金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）技術生長的高性能瓦級中波紅外量子級聯激光器（QCL）。通過優化MOCVD生長條件，實現了高界面質量雙聲子共振結構材料生長，制備出室溫連續（CW）功率為1.21W的4.6μm QCL。本研究工作對于提升QCL材料制備效率、推進QCL技術產業化應用具有重要意義。

基于子帶間躍遷的QCL是中遠紅外波段理想的激光光源，通過精巧的能帶結構設計可突破半導體材料本征帶隙限制、實現波長拓展，是半導體激光器發展具有里程碑意義的器件，在紅外光電對抗、環境檢測、工業過程監測、自由空間通信等國民經濟和國防安全眾多領域具有迫切應用需求。

自QCL發明以來，材料制備主要以分子束外延（MBE）技術為主。隨著MOCVD設備的不斷發展，基于MOCVD技術的QCL研究也逐漸發展。雖然分MBE技術可以更好地控制界面以及層厚，從而實現高性能QCL，但是隨著QCL的廣泛使用，MBE技術由于超高真空操作工藝，生產效率低、成本高，限制了QCL的產業化應用推進。具有高效率特性、更適合于產業化的MOCVD技術是實現QCL材料高效制備的重要選擇，基于MOCVD技術的高性能QCL研究對于推進QCL產業化發展具有重要意義。

基于此，本文報道了通過MOCVD生長的高性能中波紅外QCL。通過MOCVD生長條件優化，獲得了高界面質量應變補償InGaAs/InAlAs/InP QCL材料，制備出室溫CW功率為1.21W的4.6μm QCL。

來源：半導體研究所