近日，中國科學院半導體研究所納米光電子實驗室與超晶格國家重點實驗室分子束外延(MBE)課題組合作，采用分子束外延技術生長的InGaSb/ AlGaAsSb應變量子阱激光器，實現(xiàn)了高工作溫度(T=80℃)連續(xù)激射，激射波長2μm出光功率63.7mW，達到國內(nèi)領先水平。

中紅外2-3.5μm波段激光器在氣體檢測、環(huán)境監(jiān)測、激光制導、紅外對抗、激光雷達等諸多領域有著十分廣泛而重要的應用，與其它中紅外波段傳統(tǒng)半導體材料體系相比，窄帶隙的InGaAsSb銻化物材料與襯底晶格匹配其禁帶寬度可以覆蓋1.7到4.4μm波段。銻化物光電器件的獨特優(yōu)勢日益受到廣泛重視成為目前國際前沿和熱點研究方向。

充分意識到這一研究方向重要的科學價值和巨大的應用前景，中國科學院半導體研究所納米光電子實驗室和超晶格國家重點實驗室分子束外延(MBE)課題組合作開展了銻化物激光器研究。首先深入系統(tǒng)地研究了InGaAsSb、AlGaAsSb等異質(zhì)結和量子阱材料的分子束外延生長，通過優(yōu)化生長溫度、V/III族元素束流比等參數(shù)，掌握了As/Sb界面控制、應變控制、摻雜等核心技術，在獲得了1.7-2.3μm的室溫發(fā)光量子阱材料基礎上，進一步研究了激光器臺面腐蝕(刻蝕)、電極制備等工藝，獲得了側(cè)壁陡峭的脊型臺面、n-GaSb歐姆接觸電阻率1×10-4Ωcm2的激光器結構。

結合激光器外延生長和銻化物工藝，研制出InGaSb/AlGaAsSb應變量子阱激光器。激光器采用FP腔窄條8*800μm結構，工作電流450mA時激射波長1.995μm，激射譜半高寬0.35nm。室溫連續(xù)工作下出光功率達到82.2mW（如圖1所示）。進一步提高工作溫度至80℃時激光器仍可以連續(xù)工作，出光功率達到63.7mW（如圖2所示），是目前已有報道的最好結果。

圖1.激光器CW、RT的P-I曲線和激射譜


圖2.激光器CW出光功率(20-80℃)