面向高速光通信：InP 基激光器再獲三項(xiàng)重要進(jìn)展
InP基半導(dǎo)體激光器因光纖傳輸損耗小、抗干擾強(qiáng)、對(duì)人眼安全，廣泛應(yīng)用于光纖通信、數(shù)據(jù)中心等多個(gè)領(lǐng)域。近期，蘇州納米所納米加工平臺(tái)依托InP相關(guān)技術(shù)積累，取得三項(xiàng)重要進(jìn)展。
進(jìn)展一：低閾值高功率單模激光器
DFB激光器是多系統(tǒng)核心激光源，降低閾值至關(guān)重要。研究采用非對(duì)稱耦合光柵結(jié)構(gòu)，有效降低閾值電流，器件實(shí)現(xiàn)1550 nm波段穩(wěn)定單縱模輸出，閾值電流密度從2.41 kA/cm2降至1.88 kA/cm2（降幅22%），同時(shí)保持90mW以上高功率輸出。
圖1. 帶邊兼并激光器(a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)LIV特性；(c)電場(chǎng)分布；(d)光局域態(tài)密度
進(jìn)展二：超寬譜被動(dòng)鎖模激光器
半導(dǎo)體被動(dòng)鎖模激光器是多領(lǐng)域核心需求，其光譜帶寬決定關(guān)鍵性能。研究通過材料與腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)-3dB帶寬超20nm、-10dB帶寬超35nm的輸出，兩項(xiàng)指標(biāo)均為當(dāng)前同類器件最大值，且器件易規(guī)模化制備。
圖2. (a)兩段式被動(dòng)鎖模激光器光學(xué)顯微圖；(b)器件截面SEM圖；(c)出射光譜圖
進(jìn)展三：InP基高效率可集成激光源
InP基單片光子集成應(yīng)用廣泛，傳統(tǒng)工藝難以滿足片上集成需求。研究采用多深度刻蝕工藝，結(jié)合鈍化層與反射膜設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)理想反射率，CW狀態(tài)下功率輸出與傳統(tǒng)工藝相當(dāng)。
圖3. (a)干法刻蝕端面激光器結(jié)構(gòu)示意圖；(b)AR端面SEM圖；(c)HR端面SEM圖；(d)刻蝕端面激光器與自然解理激光器性能對(duì)比
此次取得的三項(xiàng)核心進(jìn)展，破解了InP基激光器性能與集成瓶頸，將為磷化銦半導(dǎo)體材料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國(guó)產(chǎn)化突破及前沿應(yīng)用注入核心動(dòng)力。
產(chǎn)業(yè)需求上，AI與高速光模塊發(fā)展推動(dòng)磷化銦需求激增，三項(xiàng)成果分別適配高速傳輸、多領(lǐng)域拓展及高端集成需求，其易規(guī)模化特性還能緩解器件供需缺口。國(guó)產(chǎn)化層面，成果打破國(guó)外高端技術(shù)壁壘，完善我國(guó)磷化銦產(chǎn)業(yè)鏈布局，與國(guó)內(nèi)襯底國(guó)產(chǎn)化成果協(xié)同，助力降低成本、提升產(chǎn)能，突破進(jìn)口依賴?yán)Ь场＜夹g(shù)與場(chǎng)景上，依托磷化銦優(yōu)異特性，成果為其在衛(wèi)星通信、激光雷達(dá)等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)材料向高效、集成、國(guó)產(chǎn)化升級(jí)。
總體而言，三項(xiàng)突破彰顯了我國(guó)自主創(chuàng)新的實(shí)力，未來(lái)隨著成果落地與產(chǎn)業(yè)鏈完善，磷化銦將再迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇，助力我國(guó)高端半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控。
（來(lái)源：綜合整理自網(wǎng)絡(luò)信息）
