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新加坡科研究人員開(kāi)發(fā)出一款緊湊的異質(zhì)集成III-V族/硅結(jié)構(gòu)激光器,包括硅III-V族脊波導(dǎo)增益,III-V族/硅光垂直互連通路(VIAs)和硅絕緣體(SOI)納米光子波導(dǎo)截面。這種緊湊型激光器體積小,可集成在芯片上,可用于各種行業(yè)且需求巨大,包括數(shù)據(jù)通信和存儲(chǔ)。! n: X$ i2 a, @2 |( q; f) C
III-V族/硅結(jié)構(gòu)激光器可作為芯片光源,具有巨大的吸引力。但要使這類(lèi)激光器發(fā)揮作用,必須嚴(yán)格限制光以最大限度提高激光效率,并與激光器的光波導(dǎo)有效地共享或耦合。
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; K: w E7 P3 o* S" d8 E* `! F 研究人員認(rèn)為這種新結(jié)構(gòu)器件不僅可以作為硅光電子技術(shù)的芯片光源,也作為一個(gè)潛在的新技術(shù)整合平臺(tái)。與傳統(tǒng)光電系統(tǒng)相比,它提高了制造效率和系統(tǒng)集成度,減少了芯片占用的空間。
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在300 nm厚的硅絕緣層頂部采用低溫等離子體輔助直接晶圓鍵合法形成III-V族半導(dǎo)體層,并在硅上通過(guò)刻蝕形成III-V族脊波導(dǎo)增益截面。在50μm范圍內(nèi)將III-V族和同樣方向的硅絕緣體逐漸變窄,使光有效的與600nm范圍的硅納米光子波導(dǎo)耦合形成III-V族/硅光垂直互連通路(VIAs)。( _! ]/ y+ w) X7 ]0 p
0 B* J; W' x6 f& s+ \2 w& z4 \ 采用該器件制成的法布里-珀羅(FP)激光器在室溫下的連續(xù)波激光閾值電流為65 mA,單面的斜線效率是144mW/ A。電流為100mA時(shí),最大單面發(fā)射功率約為4.5MW在,側(cè)模抑制比是around30dB。
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4 n6 f q# Y ~2 _* J; O' [* f 這中新型緊湊異質(zhì)集成III-V族/硅結(jié)構(gòu)激光器可子系統(tǒng)芯片上的激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜度提高。0 x3 n0 Z6 N/ x4 t
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