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图1:VCSEL基本结构

垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种垂直表面出光的新型激光器。与传统的边发射激光器相比,具有阈值电流低、单纵模工作、发散角小、易于实现二维阵列等优点。GaN基VCSEL在高密度光存储、激光显示、激光打印、激光医疗、照明及水下通信等领域具有广阔的应用前景,近年来引起了研究者的极大兴趣并取得了一系列突出进展。我们通过优化材料生长及器件制作工艺,于2008年实现了室温光泵条件下氮化物VCSEL的受激发射。通过进一步完善器件工艺,降低谐振腔内的光损耗,提高散热效率,于2014年实现了电注入条件下的激射,激射波长425nm,阈值电流密度1.2kA/cm2,光谱线宽0.2nm,其中部分指标达到了国际先进水平,这是我国大陆首次实现电注入GaN基VCSEL的激射。

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图2:VCSEL的电流-电压和功率特性。右下为激射光斑照片

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图3:VCSEL的激射光谱。谐振腔较长,出现多模激射

 
   

 

本课题组在绿光氮化镓(GaN)基半导体面发射激光器(VCSEL)研究上取得突破性进展,填补了国际空白。相关成果以“Quantum dot vertical-cavity surface-emitting lasers covering the “green gap””为题于2016年8月19日在《Light: Science & Applications》上Accepted Article Preview栏目发表(doi: 10.1038/lsa.2016.199)。>>