近期，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所鎵砷鉍（GaAsBi）量子阱激光器研究取得新進展。研究員王庶民領(lǐng)導的研究團隊采用分子束外延方法生長了鎵砷鉍量子阱材料，并成功制備出目前發(fā)光波長最長（1.142微米）的電泵浦鎵砷鉍室溫（300 K）量子阱激光器，突破之前1.06微米的世界紀錄，脈沖激射最大輸出功率達到127 mW，并在273 K首次報道連續(xù)激射。
　稀鉍半導體材料具有一系列不同于傳統(tǒng)三五族材料的優(yōu)良特性，是一種富有潛力的新型光電器件材料，也是當前國際上研究的熱門領(lǐng)域之一。其中鎵砷鉍材料由于其較大的帶隙收縮效應(yīng)、自旋軌道分裂能和較低的溫敏性等特點，被認為是光通訊系統(tǒng)中非制冷激光器最具潛力的新材料之一。
　但是，為了有效凝入鉍組分，鎵砷鉍材料生長需要較低溫度，這就容易導致缺陷密度增大從而影響材料的發(fā)光性能，激光器材料生長有極大挑戰(zhàn)。上海微系統(tǒng)所吳曉燕、潘文武等人基于分子束外延技術(shù)優(yōu)化生長了高質(zhì)量的鎵砷鉍量子阱材料，成功制備較高性能的鎵砷鉍量子阱激光器，發(fā)光波長拓展到1.142微米，同時其特征溫度和波長溫敏系數(shù)均優(yōu)于當前商用的InP基激光器。該項研究有助于推動新型稀鉍材料在光電器件領(lǐng)域的應(yīng)用。

　該項工作得到了“973”項目和國家自然科學基金重點項目的資助。
　編輯點評
　量子阱激光器是有源層非常薄，而產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)的異質(zhì)結(jié)半導體激光器。根據(jù)有源區(qū)內(nèi)阱的數(shù)目可分為單量子阱和多量子阱激光器。量子阱激光器在閾值電流、溫度特性、調(diào)制特性、偏振特性等方面都顯示出很大的優(yōu)越性，被譽為理想的半導體激光器，是光電子器件發(fā)展的突破口和方向。為了進一步改善量子阱激光器的性能，人們又在量子阱中引入了應(yīng)變和補償應(yīng)變，出現(xiàn)了應(yīng)變量子阱激光器和補償應(yīng)變量子阱激光器。應(yīng)變的引入減小了空穴的有限質(zhì)量，進一步減小了價帶間的躍遷，從而使量子阱激光器的閥值電流大為降低，量子效率和振蕩頻率大大提高，并且由于價帶間的躍遷的減小和俄歇復合的降低而進一步改善了溫度特性，實現(xiàn)了激光器無致冷工作。