半导体所研制出室温连续功率4.6W的GaN基大功率紫外激光器
氮化镓(GaN)在光电子学领域，基材被称为第三代半导体，其光谱范围涵盖了近红外、可见光和紫外全波段，具有重要的应用价值。由于波长短、光子能量大、散射强等特点，Gan基紫外激光器在紫外光刻、紫外固化、病毒检测、紫外通信等领域具有重要的应用前景。但由于Gan基紫外激光是基于大失配异质外延材料技术制备的，材料缺陷多、掺杂困难、量子陷阱发光效率低、设备损耗大，是国际半导体激光领域研究的难点，引起了国内外的极大关注。
赵德刚研究员、中国科学院半导体研究所副研究员杨静长期专注于Gan基光电子材料和器件的研究。Gan基紫外激光器于2016年开发【J. Semicond. 38, 051001 (2017)2022年实现电注射AlGan紫外激光(357.9)nm)【J. Semicond.43,1 (2022)，同年，大功率紫外激光器实现室温连续输出功率3.8W【Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)】。近年来，该团队在Gan基础大功率紫外线激光方面取得了重要进展，发现紫外线激光温度特性差主要与紫外线量子陷阱对载流子的限制有关，通过引入AlGan量子基础新结构，显著提高了大功率紫外线激光的温度特性，紫外线激光室温连续输出功率进一步提高到4.6W，激射波长386.8nm。图1为大功率紫外激光器的激光光谱，图2为紫外激光器的光功率-电流-电压(P-I-V)曲线。图1为大功率紫外激光器的激光光谱，图2为紫外激光器的光功率-电流-电压(P-I-V)曲线。Gan基大功率紫外激光器的突破将促进设备本地化进程，支持紫外线雕刻、紫外线固化、紫外线通信等领域的自主发展。
该结果发表了“Improving temperature characteristics of GaN-based ultraviolet laser diodes by using InGaN/AlGaN quantum wellsOptics发表了这个问题 在Letters上[Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL.515502 ]。副研究员杨静是论文的第一作者，研究员赵德刚是论文的通讯作者。副研究员杨静是论文的第一作者，赵德刚是论文的通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略试点技术项目等项目的支持。
半导体有两个国家研究中心-国家光电工艺中心和国家光电设备工程研究中心；三个国家重点实验室-半导体超晶格国家重点实验室、综合光电子学国家重点联合实验室、表面物理国家重点实验室（半导体区）；重点实验室-光电材料及器件重点实验室；中国科学院半导体材料科学重点实验室和中国科学院固态光电信息技术重点实验室。此外，还有半导体物理实验室、固体光电信息技术实验室、半导体集成技术工程研究中心、光电子研发中心、宽带半导体研发中心、人工智能与高速电路实验室、纳米光电子实验室、光电系统实验室、全固体光源实验室及部件检测中心。
图1 大功率紫外激光器的激射光谱
图2 紫外激光器的光功率-电流-电压(P-I-V)曲线
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