中科院半导体所研制瓦级中波红外量子级联激光器

近日，中国科学院半导体研究所的研究人员在《光学学报》期刊上发表了题为“MOCVD生长的瓦级中波红外高功率量子级联激光器”的最新论文，报道了通过金属有机物化学气相沉积（MOCVD）技术生长的高性能瓦级中波红外量子级联激光器（QCL）。通过优化MOCVD生长条件，实现了高界面质量双声子共振结构材料生长，制备出室温连续（CW）功率最高为1.21W的4.6μm QCL。本研究工作对于提升QCL材料制备效率、推进QCL技术产业化应用具有重要意义。

基于子带间跃迁的QCL是中远红外波段理想的激光光源，通过精巧的能带结构设计可突破半导体材料本征带隙限制、实现波长拓展，是半导体激光器发展史上具有里程碑意义的器件，在红外光电对抗、环境检测、工业过程监测、自由空间通信等国民经济和国防安全众多领域具有迫切应用需求。

自QCL发明以来，材料制备主要以分子束外延（MBE）技术为主。随着MOCVD设备的不断发展，基于MOCVD技术的QCL研究也逐渐发展。虽然分MBE技术可以更好地控制界面以及层厚，从而实现高性能QCL，但是随着QCL的广泛使用，MBE技术由于超高真空操作工艺，生产效率低、成本高，限制了QCL的产业化应用推进。具有高效率特性、更适合于产业化的MOCVD技术是实现QCL材料高效制备的重要选择，基于MOCVD技术的高性能QCL研究对于推进QCL产业化发展具有重要意义。

基于此，本文报道了通过MOCVD生长的高性能中波红外QCL。通过MOCVD生长条件优化，获得了高界面质量应变补偿InGaAs/InAlAs/InP QCL材料，制备出室温CW功率最高为1.21W的4.6μm QCL。

审核编辑 黄昊宇