微腔激光器是当今信息光子学研讨范畴最为活泼的研讨方向之一。研讨低功耗小体积的微腔激光器及微光探测器,不只契合绿色信息网络开展的需求,而光互连的使用对信息技能开展更重要。由中国科学院半导体研讨所集成光电子学国家重点联合试验室主任黄永箴研讨员带领的研讨团队,选用一般触摸光刻、介质淀积以及干法刻蚀技能,首先研制出多边形和圆形定向输出微腔激光器后,使用键合技能又完成了III-V半导体激光器资料和硅基光波导的集成,研制出Si基混合集成的多波长微腔激光器阵列向使用跨进。
激光器的基本要素光学谐振腔供给光反应以完成腔中光波的相干叠加,当增益与损耗相抵消时就能完成谐振形式的自激振荡。因为微腔激光器具有低阈值和高速调制等特色,并且在微纳标准的谐振腔中激光形式与腔内发光物质的耦合可能会发生一系列腔量子电动力学(QED)效应。这种激光器比传统的半导体激光器适于做光子集成芯片的光源,在光集成、光互连、光神经网络,以及光通讯等方面具有广泛的使用远景。黄永箴研讨员带领的研讨团队在国家自然科学基金、国家严重根底科学研讨和国家863方案项目继续支持下,系统研讨了定向输出的多边形和圆形谐振腔激光器,研制出多种单向输出的微腔激光器及多波长激光器列阵。提出使用形式耦合现象,完成高质量因子的耦合形式微腔激光器单向输出,大幅度的降低了所要求的工艺难度。尽管直观以为形式光线将在绕圆形谐振腔一周内抵达没有约束的输出波导端口,降低了形式寿数,不易激射。但实际上输出波导引进的非对称性会形成形式耦合,改变了形式场散布,因此仍能具有高的形式质量因子有利于低阈值激射并完成定向输出。
针对微腔激光器在光互连和光子集成等信息光电范畴的使用,研讨团队剖析了微腔激光器的吸收损耗及形式质量因子对高速调制特性的影响,经过优化形式质量因子,现在已研制出小信号调制带宽达20GHz的微腔半导体激光器;并将研讨单模高速调制微腔激光器与光放大器的集成,以完成高速单模大功率激光器及其使用。(束洪福)