混合Si/III-V量子级联激光器集成在相匹配的中红外光子平台上

科学领域:

• 光子学 是一个光子学.
• 中红外 (MIR) 光子学
• 化学传感器是一种化学传感器.

背景情况:

• 在光谱学和化学传感中对MIR光子集成设备的需求正在增加.
• 当前的挑战包括III-V量子级联激光器 (QCL) 和光子平台之间的光学合效率低下,导致高插入损失.
• 完全集成的MIR光子芯片通过CMOS兼容的制造,为消费级设备和现场传感提供了具有成本效益的批量生产.

研究的目的:

• 为了证明QCL在绝缘体 (SONOI) 光子平台上的化新型光子平台上的异质集成.
• 为了克服以前的QCL-集成方法中低效的光学合限制.
• 为了实现高效的光学功率传输,以提高MIR光子电路中的设备性能.

主要方法:

• 使用分子结合在高指数对比度,相位匹配的SONOI光子平台上的QCL的异质集成.
• 实施一个利用相匹配条件来实现高效的光学功率传输的合式合方案.
• 混合分布式反 (DFB) QCL的制造.

主要成果:

• 证明了QCL在SONOI平台上的成功异质集成.
• 从III-V活性区域到波导的光学功率传输通过联实现了高效的.
• 混合型DFB QCL在4.315μm时表现出单模式发射,并在脉冲模式下运行至72°C.

结论:

• 这项工作在将QCL与MIR光子平台集成方面取得了重大进展,克服了关键的合挑战.
• 开发的相匹配的电联接方案提高了光学功率传输效率.
• 这种集成为环境监测,生物医学诊断和工业传感等应用的完全集成的MIR光子电路开辟了新的可能性.