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封面故事 | Cover Story - 激光器

的驱动电流（高于阈值 20％）下，该激光器产
生 40mW 的输出，并且具有 22dB 的边模抑制比，
这可以用于判断光谱纯度。这些值足以使其在原
子钟内进行激光冷却。然而，满足该应用的所有
要求仍然需要更多的努力，包括实现连续波工作，
以及将发光偏移到 422nm，从而可以定向瞄准 Sr +
离子应用。
虽然达到约 422nm 的发光波长将进入 Sr+ 离
子的合适应用，但需要达到冷却线从而才能进行
温度调节。为了评估该性能指标，我们测量了另
图3. 光功率和电压作为脉冲驱动电流的函数：分布反馈器件（实 一种分布反馈激光器的性能，该激光器的发光波
线）和法布里-珀罗器件（虚线）。
长约为 437nm。
为了评估我们器件的性能，我们对采用三 通过将热沉温度在 20℃和 30℃之间变化，
阶光栅的分布反馈激光器进行了光强 - 电流 - 电 我们可以在脉冲操作期间调节发光波长。器件的
-1
压和光谱测量，其中横向光栅尺寸为 1.5μm 和 调谐系数为 0.013nm K ，这与发表的此类激光器
2.5μm，腔长为 1000μm，刻蚀深度为 520nm。为 的数值相当。
了能够对这些器件的性能进行基准测试，我们还 由于我们取得的成功，我们赢得了后续项
在同一晶圆上制造了尺寸相近的法布里 - 珀罗激 目 CoolBlue 2 的资助。该项目始于 2018 年 4 月，
光器。 将持续一年。第一个项目中的所有合作伙伴都保
在 20℃下的脉冲驱动测量显示两种类型的激 留，并加入了国家物理实验室（NPL）和 Helia
光器的斜率效率相似。然而，分布反馈激光器具 Photonics 公司。NPL 的作用包括进行激光冷却系
有更低的阈值电流，这表明来自光栅的反馈强于 统的测试从而验证该技术的功效，而 Helia 则提
来自解理面面的反馈。两类激光器都具有相对高 供激光腔面镀膜的专业知识，从而改善激光器的
的阈值电流，我们认为这主要是由于未优化的外 性能。
延材料所导致。 我们希望我们在 CoolBlue 2 中开发的 GaN
技术将成为许多量子应用中的关键单元。这项工
原子愿景 作应该对波长，稳定性，输出功率和线宽产生严
正如预期的那样，分布反馈激光器的发光比 格的性能要求，并且将对激光器如何在许多不同
采用法布里 - 珀罗腔的激光器所产生的发光要窄 应用中进行部署提供清晰认识。
得多。尽管后者展示为多模发射，但分布反馈激 瞄准更长远的未来，当 CoolBlue 2 完成之后，
光获得了单波长发光光谱（见图 4）。在 390 mA 假设市场机会和供应链成熟度是充分可预见的，

我们 CST 将继续投资该产品的开发。这项投资很
可能是在芯片或封装器件级别上，尽管显然基于
子系统的产品才可能存在商业机会。

* 这项工作得到了英国创新项目 Coolblue（项
目编号 132543）和国家研究与发展中心的欧洲之
星 2 计划（项目编号 E10509/29/NCBR/2017）的
支持。

扩展阅读
T. J. Slight et al. IEEE Photon. Technol. Lett. 28, 2886(2016)
图4. 分布反馈器件的单波长发光（实线），以及法布里-珀罗器件
的多模光谱（虚线）。

www.compoundsemiconductorchina.net 化合物半导体 2018年第4期 19