4/14/2022，光纖在線訊，中科院長春光機所、長春中科長光時空光電技術(shù)有限公司、青島科技大學(xué)聯(lián)合報道了高性能1550nm VCSEL芯片方面的最新研發(fā)成果。技術(shù)人員通過采用高增益應(yīng)變量子阱，在國內(nèi)首次研發(fā)出光功率達到毫瓦量級的單模1550nm VCSEL。在溫控設(shè)定在15℃時最高激光功率達到2.6mW，邊模抑制比（SMSR）最高達到35dB，并具有良好的溫度適應(yīng)性。該項研究以《1550nm毫瓦級單橫模垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體激光器》發(fā)表于《物理學(xué)報》，并被選為“編輯推薦”論文。

論文鏈接https://wulixb.iphy.ac.cn/article/doi/10.7498/aps.71.20212132

1550nm VCSEL的最大難點在于目前尚無成熟的高效電流限制結(jié)構(gòu)以及可以完美匹配發(fā)光區(qū)材料的合適DBR（Distributed Bragg Reflector）材料。本報道采用了隧穿注入臺面限制電流注入?yún)^(qū)，實現(xiàn)了空穴的高效注入與橫向載流子限制；采用了部分半導(dǎo)體DBR與介質(zhì)膜DBR材料組合的方式形成出光側(cè)DBR，實現(xiàn)了高反射率與低缺陷的DBR反射鏡制備。

文章報道的1550nm VCSEL關(guān)鍵制備工藝包括：采用金屬有機化學(xué)氣相沉積外延設(shè)備在InP襯底生長高質(zhì)量的半導(dǎo)體DBR、N型導(dǎo)電層、發(fā)光層及隧穿結(jié)結(jié)構(gòu);采用鍵合設(shè)備完成半導(dǎo)體芯片與帶有金屬化圖形的透明金剛石薄片鍵合；采用選擇性腐蝕工藝去除InP襯底。上述工藝對于實現(xiàn)1550nm VCSEL激光器有效的電流限制以及工作過程中高效的熱擴散至關(guān)重要，上述工藝也是實現(xiàn)1550nm VCSEL芯片長期穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。

該論文的第一作者是長春光機所張建偉教授，通訊作者是長光時空公司總經(jīng)理張星。長春光機所半導(dǎo)體激光器研發(fā)團隊和長光時空公司在王立軍院士、寧永強教授的領(lǐng)導(dǎo)下，從2002年至今在高性能VCSEL芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面成果斐然：團隊曾于2004年在國際上首次報道了輸出功率達到1瓦以上的VCSEL芯片；2010年報道了在襯底表面集成微透鏡的低發(fā)散角VCSEL芯片；2011年報道了脈沖輸出功率92瓦的980nm VCSEL芯片；2014年報道脈沖輸出功率數(shù)百瓦的高功率VCSEL芯片和模組；2018年報道了面向激光雷達應(yīng)用的905nm百瓦級高功率VCSEL芯片；2022年報道了量子陀螺專用芯片國際領(lǐng)先的研究成果以及本次在人眼安全波段VCSEL方面的成果。