研究人员开发出量产光通信用量子点激光器的技术

2024-07-02 09:39:56

韩国研究人员成功开发出量产量子点激光器的技术，这种激光器被广泛应用于数据中心和量子通信领域。这一突破为将半导体激光器的生产成本降至目前的六分之一铺平了道路。

该研究成果发表在《合金与化合物杂志》上。

电子和电信研究院（ETRI）宣布，他们在韩国首次开发出利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统大规模生产量子点激光器的技术。

ETRI 光通信元件研究部门已在砷化镓（GaAs）基板上成功开发出砷化铟/砷化镓（InAs/GaAs）量子点激光二极管，适用于光通信中使用的 1.3 µm 波长带。

传统上，量子点激光二极管是利用分子束外延（MBE）技术生产的，但这种方法由于生长速度慢而效率低下，使得大规模生产面临挑战。通过利用生产效率更高的 MOCVD，研究团队大大提高了量子点激光器的生产效率。量子点激光器以其出色的温度特性和对基底缺陷的较强耐受性而著称，可实现更大的基底面积，从而降低功耗和生产成本。

新开发的量子点制造技术具有高密度和良好的均匀性。生产出的量子点半导体激光器可在高达 75 摄氏度的温度下连续工作，表明 MOCVD 技术取得了世界领先的成果。

以前，光通信设备使用昂贵的 2 英寸磷化铟（InP）衬底，导致制造成本居高不下。新技术使用的砷化镓衬底的成本不到 InP 衬底的三分之一，预计可将通信半导体激光器的制造成本降至六分之一以下。

该技术能够使用大面积衬底，因此能够显著减少工艺时间和材料成本。

研究小组计划进一步优化和验证这项技术，以提高其可靠性，并将其转让给国内光通信公司。这些公司将通过 ETRI 的半导体代工厂获得关键技术和基础设施支持，从而加快商业化进程。

预计开发时间和生产成本的降低将增强产品价格竞争力，并有可能提高国际市场份额。这一进步有望推动国内光通信元件产业的发展。

在现代社会，光通信是我们的支柱产业。研究团队的这一成果将彻底改变光源、公寓楼与大城市的连接以及海底光缆的发展。

这项研究的参与者之一、忠北国立大学的 Dae Myung Geum 教授说："量子点的大规模生产技术可以大大降低高价光通信设备的生产成本，提高国家光通信元件产业的竞争力，并为基础科学研究做出巨大贡献。

来自 ETRI 光通信元件研究部门的 Ho Sung Kim 博士表示："这项研究成果是确保商业可行性和基础创新的最佳范例，有可能改变光通信半导体激光器行业的模式。"

来源：光学科技资讯

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