A*STAR研究人员对片上半导体激光器的简单和通用结构进行了系统研究,为集成半导体激光器超越传统硅基系统的更广泛应用奠定了基础。
使用、操纵和感知光的能力适用于许多技术,从数据互连和光纤到光学传感器和光存储系统。微型激光器通常被集成到微芯片中,用于这些“光电子”应用,使用的是众所周知的硅基材料激光结构,但非硅系统中可能更简单的替代结构还有待详细探索。
其中一种非硅应用是一种新型的数据存储A*STAR数据存储研究所的研究人员一直在研究一种名为热辅助磁记录(HAMR)的新一代数据存储技术。HAMR使用集成激光对磁性介质进行快速和精确的微点加热,但要求激光在铝钛碳化物(AlTiC)而不是硅上形成。这给李志伟(Chee-Wei Lee)和他的同事带来了一个重大问题,因为硅衬底在产生激光的过程中起着不可或缺的作用。
“我们需要开发一个通用的集成方案,使我们能够在不同的基片上制造激光设备,而不仅仅是硅,”Lee说。”为此,方面反射器结构是非常有用的,但低面反射率是一个问题,使用不同的反射器通常意味着更复杂的制造过程,器件故障的几率更大。”
在这些应用中使用的激光器把电流变成光发射。他们通过吸收一堆超薄发光半导体(在这种情况下是铝镓铟砷化物)产生的光并进行增殖光在目标波长处使用在两个反射器之间形成的谐振腔。
通过设计考虑工艺集成的多面激光结构,Lee和他的团队开发了一种制造方案,无需额外的加工步骤就可以容纳不同类型的反射器。然后,研究小组使用这种制造方案来测试通过沉积一层薄薄的金膜、对表面进行化学修饰或蚀刻一个气隙(见图)制成的平面反射器。
在A*STAR实验室制作的不同激光结构的研究和支持模拟表明,厚度小于100 nm的薄金层在facet反射率、最小激光电流、发射效率和输出功率方面具有最好的性能。
Lee说:“我们希望我们的结果可以作为研究和开发具有不同反射器的蚀刻面激光器的基准。”
了下:M2M(机器对机器)




