Les matériaux à base de nitrure de gallium (GaN) sont connus comme semi-conducteurs de troisième génération, dont la gamme spectrale couvre toutes les bandes de longueurs d'onde du proche infrarouge, du visible et de l'ultraviolet, et ont des applications importantes dans le domaine de l'optoélectronique. Les lasers ultraviolets à base de GaN ont d'importantes perspectives d'application dans les domaines de la lithographie ultraviolette, du durcissement par ultraviolet, de la détection de virus et de la communication ultraviolette en raison des caractéristiques des longueurs d'onde courtes, des énergies photoniques élevées et de la forte diffusion. Cependant, comme les lasers UV à base de GaN sont préparés sur la base d'une technologie de matériaux épitaxiaux hétérogènes à grand décalage, les défauts du matériau, le dopage est difficile, la faible efficacité de luminescence des puits quantiques, la perte de dispositif, sont les lasers à semi-conducteurs internationaux dans le domaine de la recherche de la difficulté , par la grande attention nationale et étrangère.
Institut de recherche sur les semi-conducteurs de l'Académie chinoise des sciences, chercheur Zhao Degang et chercheur associé Yang Jing se concentrent à long terme sur la recherche sur les matériaux et dispositifs optoélectroniques à base de GaN. 2016 a développé un laser UV à base de GaN [J. Demi-seconde. 38, 051001 (2017)], 2022 pour réaliser l'injection électrique d'excitation d'un laser UV AlGaN (357,9 nm) [J. Demi-seconde. 43, 1 (J. Semicond. 43, 1 (2017)]. Semicond. 43, 1 (2022)], et la même année, un laser UV haute puissance avec une puissance de sortie continue de 3,8 W à température ambiante a été réalisé [Opt. Laser Technol. 156, 108574 (2022)]. Récemment, notre équipe a réalisé des progrès importants dans les lasers UV haute puissance à base de GaN et a découvert que les mauvaises caractéristiques de température des lasers UV sont principalement liées au faible confinement des porteurs dans les puits quantiques UV, et les caractéristiques de température des lasers UV de haute puissance ont été considérablement améliorées par l'introduction d'une nouvelle structure de barrières quantiques AlGaN et d'autres techniques, et la puissance de sortie continue des lasers UV à température ambiante a été encore augmenté à 4,6 W et la longueur d'onde d'excitation a été augmentée à 386,8 nm. La figure 1 montre le spectre d'excitation du laser UV haute puissance et la figure 2 montre la courbe puissance-courant-tension optique (PIV) du laser UV. la percée du laser UV haute puissance basé sur GaN favorisera la localisation de l'appareil et soutiendra l'industrie nationale de la lithographie UV et du laser ultraviolet (UV). La percée du laser UV haute puissance basé sur GaN favorisera la localisation du dispositif et soutiendra le développement indépendant de la lithographie UV domestique, du durcissement UV, de la communication UV et d'autres domaines.
Les résultats ont été publiés sous le titre « Amélioration des caractéristiques de température des diodes laser ultraviolettes à base de GaN en utilisant des puits quantiques InGaN/AlGaN » dans l'OSCE. Les résultats ont été publiés dans Optics Letters sous le titre « Amélioration des caractéristiques de température des diodes laser ultraviolettes à base de GaN en utilisant des puits quantiques InGaN/AlGaN » [Optics Letters 49, 1305 (2024) https://doi.org/10.1364/OL .515502 ］. Le Dr Jing Yang est le premier auteur et le Dr Degang Zhao est l'auteur correspondant de l'article. Ce travail a été soutenu par plusieurs projets, notamment le programme national de recherche et de développement de Chine, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et le projet pilote stratégique spécial scientifique et technologique de l'Académie chinoise des sciences.
Fig. 1 Spectre d'excitation d'un laser UV haute puissance
Fig. 2 Courbe optique puissance-courant-tension (PIV) du laser UV
