近日，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所納米光電子實(shí)驗(yàn)室與超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分子束外延(MBE)課題組合作，采用分子束外延技術(shù)生長的InGaSb/ AlGaAsSb應(yīng)變量子阱激光器，實(shí)現(xiàn)了高工作溫度(T=80℃)連續(xù)激射，激射波長2μm出光功率63.7mW，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

中紅外2-3.5μm波段激光器在氣體檢測、環(huán)境監(jiān)測、激光制導(dǎo)、紅外對抗、激光雷達(dá)等諸多領(lǐng)域有著十分廣泛而重要的應(yīng)用，與其它中紅外波段傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料體系相比，窄帶隙的InGaAsSb銻化物材料與襯底晶格匹配其禁帶寬度可以覆蓋1.7到4.4μm波段。銻化物光電器件的獨(dú)特優(yōu)勢日益受到廣泛重視成為目前國際前沿和熱點(diǎn)研究方向。

充分意識(shí)到這一研究方向重要的科學(xué)價(jià)值和巨大的應(yīng)用前景，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所納米光電子實(shí)驗(yàn)室和超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分子束外延(MBE)課題組合作開展了銻化物激光器研究。首先深入系統(tǒng)地研究了InGaAsSb、AlGaAsSb等異質(zhì)結(jié)和量子阱材料的分子束外延生長，通過優(yōu)化生長溫度、V/III族元素束流比等參數(shù)，掌握了As/Sb界面控制、應(yīng)變控制、摻雜等核心技術(shù)，在獲得了1.7-2.3μm的室溫發(fā)光量子阱材料基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了激光器臺(tái)面腐蝕(刻蝕)、電極制備等工藝，獲得了側(cè)壁陡峭的脊型臺(tái)面、n-GaSb歐姆接觸電阻率1×10-4Ωcm2的激光器結(jié)構(gòu)。

結(jié)合激光器外延生長和銻化物工藝，研制出InGaSb/AlGaAsSb應(yīng)變量子阱激光器。激光器采用FP腔窄條8*800μm結(jié)構(gòu)，工作電流450mA時(shí)激射波長1.995μm，激射譜半高寬0.35nm。室溫連續(xù)工作下出光功率達(dá)到82.2mW（如圖1所示）。進(jìn)一步提高工作溫度至80℃時(shí)激光器仍可以連續(xù)工作，出光功率達(dá)到63.7mW（如圖2所示），是目前已有報(bào)道的最好結(jié)果。

圖1.激光器CW、RT的P-I曲線和激射譜


圖2.激光器CW出光功率(20-80℃)