微腔激光器是當今信息光子學研究領域最為活躍的研究方向之一。研究低功耗小體積的微腔激光器及微光探測器，不僅符合綠色信息網絡發(fā)展的需要，而光互連的應用對信息技術發(fā)展更為重要。由中國科學院半導體研究所集成光電子學國家重點聯(lián)合實驗室主任黃永箴研究員帶領的研究團隊，采用普通接觸光刻、介質淀積以及干法刻蝕技術，率先研制出多邊形和圓形定向輸出微腔激光器后，利用鍵合技術又實現了iii-v半導體激光器材料和硅基光波導的集成，研制出si基混合集成的多波長微腔激光器陣列向應用邁進。
激光器的基本要素光學諧振腔提供光反饋以實現腔中光波的相干疊加，當增益與損耗相抵消時就能實現諧振模式的自激振蕩。由于微腔激光器具有低閾值和高速調制等特點，而且在微納尺度的諧振腔中激光模式與腔內發(fā)光物質的耦合可能產生一系列腔量子電動力學(qed)效應。這種激光器比傳統(tǒng)的半導體激光器適于做光子集成芯片的光源，在光集成、光互連、光神經網絡，以及光通訊等方面具有廣泛的應用前景。黃永箴研究員帶領的研究團隊在國家自然科學基金、國家重大基礎科學研究和國家863計劃項目持續(xù)支持下，系統(tǒng)研究了定向輸出的多邊形和圓形諧振腔激光器，研制出多種單向輸出的微腔激光器及多波長激光器列陣。提出利用模式耦合現象，實現高品質因子的耦合模式微腔激光器單向輸出，大大降低了所要求的工藝難度。雖然直觀認為模式光線將在繞圓形諧振腔一周內到達沒有限制的輸出波導端口，降低了模式壽命，不易激射。但實際上輸出波導引入的非對稱性會造成模式耦合，改變了模式場分布，因而仍能具有高的模式品質因子有利于低閾值激射并實現定向輸出。
針對微腔激光器在光互連和光子集成等信息光電領域的應用，研究團隊分析了微腔激光器的吸收損耗及模式品質因子對高速調制特性的影響，通過優(yōu)化模式品質因子，目前已研制出小信號調制帶寬達20ghz的微腔半導體激光器；并將研究單模高速調制微腔激光器與光放大器的集成，以實現高速單模大功率激光器及其應用。
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