直接在硅上生长的可调量子点激光器

可调谐半导体激光器经常出现在未来的密集波分复用(DWDM)系统和高性能计算系统的关键技术路线图中，在长途、城域网和接入网中，它们的需求越来越大。直接在硅(Si)上产生这种激光的能力可以促进硅光子学的使用，甚至在芯片规模上也可以促进光学数据传输的发展。此外，仅仅使用硅作为一种廉价的大直径衬底用于设备生产是非常有利的，因为得益于硅微电子几十年的发展，这种制造方式可以利用高度优化的加工技术和规模经济。近日，来自美国加州大学圣巴巴拉分校得研究人员们报告一种可直接生长在硅上得可调谐单波长量子点(QD)激光器。高载流子约束和量子点的真实点密度降低了对晶体缺陷的敏感性，即使在晶格不匹配的材料系统中也能实现卓越的激光性能。量子点的离散态密度产生了独特的增益特性，与量子阱相比，该特性有望改善器件性能和新功能，包括高温稳定性、低阈值操作、减少侧壁复合和无隔离稳定性。研究人员们实现了一种简单、可积的架构，以实现超过45分贝的侧模抑制比，而不涉及再生步骤或亚波长光栅光刻。在室温下连续波电注入下，实现了16 nm的调谐范围，每个调谐波长的输出功率超过2.7 mW。这项工作代表了使用III-V /Si外延形成高效、易于制造的片上硅光源的一个步骤，不仅可用于DWDM网络，而且也可用于光谱、生物传感器等许多其他新兴应用。

图（a）可调谐激光器调谐原理示意图，该激光器由两个耦合到一个公共FP腔的全有源环形谐振器组成。