微腔激光器是當(dāng)今信息光子學(xué)研究領(lǐng)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(cè)器，不僅符合綠色信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，而光互連的應(yīng)用對(duì)信息技術(shù)發(fā)展更為重要。由中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成光電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任黃永箴研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，采用普通接觸光刻、介質(zhì)淀積以及干法刻蝕技術(shù)，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(shù)又實(shí)現(xiàn)了III-V半導(dǎo)體激光器材料和硅基光波導(dǎo)的集成，研制出Si基混合集成的多波長(zhǎng)微腔激光器陣列向應(yīng)用邁進(jìn)。

　　激光器的基本要素光學(xué)諧振腔提供光反饋以實(shí)現(xiàn)腔中光波的相干疊加，當(dāng)增益與損耗相抵消時(shí)就能實(shí)現(xiàn)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(diào)制等特點(diǎn)，而且在微納尺度的諧振腔中激光模式與腔內(nèi)發(fā)光物質(zhì)的耦合可能產(chǎn)生一系列腔量子電動(dòng)力學(xué)(QED)效應(yīng)。這種激光器比傳統(tǒng)的半導(dǎo)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以及光通訊等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。黃永箴研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重大基礎(chǔ)科學(xué)研究和國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)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(zhǎng)激光器列陣。提出利用模式耦合現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)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(rèn)為模式光線將在繞圓形諧振腔一周內(nèi)到達(dá)沒有限制的輸出波導(dǎo)端口，降低了模式壽命，不易激射。但實(shí)際上輸出波導(dǎo)引入的非對(duì)稱性會(huì)造成模式耦合，改變了模式場(chǎng)分布，因而仍能具有高的模式品質(zhì)因子有利于低閾值激射并實(shí)現(xiàn)定向輸出。

　　針對(duì)微腔激光器在光互連和光子集成等信息光電領(lǐng)域的應(yīng)用，研究團(tuán)隊(duì)分析了微腔激光器的吸收損耗及模式品質(zhì)因子對(duì)高速調(diào)制特性的影響，通過(guò)優(yōu)化模式品質(zhì)因子，目前已研制出小信號(hào)調(diào)制帶寬達(dá)20GHz的微腔半導(dǎo)體激光器；并將研究單模高速調(diào)制微腔激光器與光放大器的集成，以實(shí)現(xiàn)高速單模大功率激光器及其應(yīng)用。（束洪福）