解锁单体集成场景:在有图案的Si基板上长大的GaSb二极管激光器和被动SiN波导之间进行光学合
Andres Remis1, Laura Monge-Bartolome1, Michele Paparella1,2
1IES, University of Montpellier, CNRS, F-34000, Montpellier, France.
Light, science & applications
|June 16, 2023
概括
研究人员开发了第一个直接在图案光子平台上生长的半导体激光器,使光线能够合到波导中. 这一突破为未来的低成本,大规模光子芯片带来了集成光子学的进步.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 光子学利用成熟的Si技术用于光学应用.
- 在Si基板上III-V激光器的单体集成仍然是密集光子芯片的重大挑战.
- 以前的努力集中在裸体Si晶片上的离散III-V激光器上.
研究的目的:
- 为了演示第一个半导体激光器,在一个有图案的光子平台上生长,并集成光合到波导中.
- 在复杂的Si光子结构上克服直接表和设备制造方面的挑战.
- 为了使完全集成的,低成本的光子芯片的发展.
主要方法:
- 基于GaSb的中红外二极管激光器在预定模式的Si光子晶圆上进行直接的表.
- 在Si光子平台中使用SiN波导被SiO2覆盖.
- 克服特定于模式模板架构的增长和制造挑战.
主要成果:
- 在一个有图案的Si光子平台上培养的半导体激光器的成功演示.
- 在室温下连续波浪运行时达到>10mW的输出功率.
- 将大约10%的发射光合到SiN波导中,符合理论预测.
结论:
- 这项工作为光子学中的单立体集成提供了关键的进步.
- 开发的方法克服了在Si光子平台上激光集成的关键障碍.
- 为可扩展,具有成本效益和完全集成的光子芯片铺平了道路.
