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混合激光器将III-V族增益介质与硅基波导合二为一

2007-01-19 17:56
科技那回事
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加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)的研究者将非硅半导体光增益层直接键合到硅基激光腔内,组成混合激光器,可替代尺寸小一个数量级的硅拉曼激光器。光泵激光器的输出波长为1538nm,工作在脉冲模式,其激射阈值平均功率为30mW,平均输出功率为1.4mW。它代表了迈向电泵浦混合硅激光器的第一步(该器件已能在连续波条件下工作)。 
 
UCSB电子与计算机工程专业的教授John Bowers和他的学生Alex Fang和Hyundai Park合力研制出这种使用InAlGaAs量子阱材料实现光放大的新型激光器。他们使用与硅CMOS兼容的硅工艺来制作光波导,同时采用III-V族材料实现光增益。利用低温氧等离子辅助晶片键合技术将量子阱结构键合到硅晶片上。
 
Bowers说:“混合激光器结合了两种最具优势的材料,即III-V族增益介质和硅光波导,这提供了将高度集成的激光器光源与智能光电器件相结合的新方法,有助于在将来实现低成本光通信。”

实际器件分为两个区域,绝缘层上硅(SOI)无源光波导和III-V族光有源区。SOI结构包括硅衬底、500nm厚二氧化硅下包层和硅肋状波导,该波导的高(H)、宽(W)和沟道刻蚀深度(D)分别为0.97、1.3和0.78μm。III-V族区域包括InP——InGaAsP超晶格、InP间隔层、由两层InAlGaAs分离限制异质结(SCH)包裹的5组InAlGaAs量子阱和InP上包层。

根据研究者分析,通过引入掺杂层并在III-V族区域光刻出台面结构以引导电流流过III-V族有源区域,这种器件可由光泵浦方式直接演进为电泵浦方式。Bowers补充说,事实将会证明这一方法也可用于制造其它光有源器件,如放大器、调制器和探测器等。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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