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有限公司、青島科技大學聯(lián)合報道了高性能1550nm VCSEL芯片方面的最新研發(fā)成果。技術人員通過采用高增益應變量子阱，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性。該項研究以《1550nm毫瓦級單橫模垂直腔面發(fā)射半導體激光器》發(fā)表于《物理學報》，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構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；采用了部分半導體DBR與介質(zhì)膜DBR材料組合的方式形成出光側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關鍵制備工藝包括：采用金屬有機化學氣相沉積外延設備在InP襯底生長高質(zhì)量的半導體DBR、N型導電層、發(fā)光層及隧穿結結構;采用鍵合設備完成半導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重要，上述工藝也是實現(xiàn)1550nm VCSEL芯片長期穩(wěn)定工作的關鍵。

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、寧永強教授的領導下，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先的研究成果以及本次在人眼安全波段VCSEL方面的成果。