近日，本课题组梅洋助理教授在国家自然科学基金委旗下权威期刊《Fundamental Research》发表了题为“Low-threshold wavelength-tunable ultraviolet vertical-cavity surface-emitting lasers from 376 to 409nm”的研究论文，国家自然科学基金委对该可调谐UVA垂直腔面发射激光器的具体细节进行了评述。

   目前，发光波长覆盖从紫光至绿光波段的GaN基VCSEL均已实现电注入激射，蓝光波段器件性能已接近实用化水平。但是在紫外波段（UV），GaN基VCSEL的研究仍面临较大困难。其困难主要集中于高增益有源区的外延生长、UV波段高反射率分布布拉格反射镜（DBR）的制备，以及UV波段低损耗谐振腔的制备。目前国际上进行UV波段GaN基VCSEL研究单位主要有厦门大学、查尔姆斯理工大学、以及乔治亚理工大学等。

   本课题组通过制备低损耗的谐振腔以及在有源区中引入周期性增益结构，成功实现了UVA波段GaN基VCSEL的可调谐低阈值光泵浦激射，发光波长覆盖376-409 nm的光谱范围。器件结构如上图1a 所示，谐振腔采用厚度渐变的楔形结构，因此可利用腔长的变化实现对谐振腔内光场分布以及谐振波长的调制，在单个样品不同位置实现激射波长的渐变，从而实现发光波长的可调谐，不同位置发光光谱如图1c 所示。此外，样品有源区具有周期性增益结构，即通过外延设计将量子阱有源区分为两组，并分别置于谐振腔内光场驻波的两个波腹处，从而实现光场与有源区更好的耦合，实现更好的增益效果，如图1b 所示。周期性增益结构有效地将器件阈值降低至388-466 kW/cm2，属于UV VCSEL中较低阈值。

图1.（a）器件楔形谐振腔结构示意图；（b）具有周期性增益有源区的外延结构示意图；（c）样品不同区域的激射光谱。

 该论文第一作者为厦门大学电子科学与技术学院梅洋助理教授，张保平教授为通讯作者。杨天瑞、欧伟、郑重明、龙浩和应磊莹共同参与了本论文中的研究工作。

论文地址：https://www.sciencedirect.com/search?qs=Low-threshold%20wavelength-tunable%20ultraviolet%20vertical-cavity%20surface-emitting%20lasers%20from%20376%20to%20409%20nm&pub=Fundamental%20Research&cid=779234