美国研制出可直接调制的硅上量子点微型激光器

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近日，美国工程院院士、加州大学圣芭芭拉分校John Bowers教授带领的光电研究团队研发出可直接调制的硅上量子点微型激光器。

据悉，该激光器通过外延生长，集成在与CMOS工艺兼容的硅晶圆上。利用量子点特有的衬底缺陷影响、侧壁非辐射复合影响被减小的优异性能，并通过缓冲层的优化以减少III－V族材料与硅晶圆界面的位错密度，该课题组在存在着反向畴、晶格失配和热膨胀系数不同等巨大差异的异质生长材料体系上实现了优异的激光器性能：1．3 μm通讯波段的单模激射、同时兼具103K特征温度的高温工作环境稳定性及3mA的低阈值电流、6．5 GHz的3 dB带宽。

利用量子点具备的侧壁非辐射复合影响被减小的优异性能，该研究基于将微环谐振腔与量子点相结合的新型激光器构架的设想，在硅上外延生长小型电抽运量子点激光器，并通过复杂的工艺流程有效解决了电极金属化受到微型尺寸腔限制的问题、回音壁模式（WGM）在工艺过程中的缺陷引发的光学损耗问题。

美国集成光子制造创新中心副主任John Bowers教授表示，该项工作对在硅衬底上直接生长III－V元素的外延工艺向替代传统的晶圆接合工艺的发展迈出了重要一步，有望实现大规模制造的同时降低成本，缩小尺寸，减小功耗。