近日，中國科學院半導體研究所的研究人員在《光學學報》期刊上發(fā)表了題為“MOCVD生長的瓦級中波紅外高功率量子級聯(lián)激光器”的最新論文，報道了通過金屬有機物化學氣相沉積（MOCVD）技術(shù)生長的高性能瓦級中波紅外量子級聯(lián)激光器（QCL）。通過優(yōu)化MOCVD生長條件，實現(xiàn)了高界面質(zhì)量雙聲子共振結(jié)構(gòu)材料生長，制備出室溫連續(xù)（CW）功率最高為1.21W的4.6μm QCL。本研究工作對于提升QCL材料制備效率、推進QCL技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應用具有重要意義。

基于子帶間躍遷的QCL是中遠紅外波段理想的激光光源，通過精巧的能帶結(jié)構(gòu)設(shè)計可突破半導體材料本征帶隙限制、實現(xiàn)波長拓展，是半導體激光器發(fā)展史上具有里程碑意義的器件，在紅外光電對抗、環(huán)境檢測、工業(yè)過程監(jiān)測、自由空間通信等國民經(jīng)濟和國防安全眾多領(lǐng)域具有迫切應用需求。

自QCL發(fā)明以來，材料制備主要以分子束外延（MBE）技術(shù)為主。隨著MOCVD設(shè)備的不斷發(fā)展，基于MOCVD技術(shù)的QCL研究也逐漸發(fā)展。雖然分MBE技術(shù)可以更好地控制界面以及層厚，從而實現(xiàn)高性能QCL，但是隨著QCL的廣泛使用，MBE技術(shù)由于超高真空操作工藝，生產(chǎn)效率低、成本高，限制了QCL的產(chǎn)業(yè)化應用推進。具有高效率特性、更適合于產(chǎn)業(yè)化的MOCVD技術(shù)是實現(xiàn)QCL材料高效制備的重要選擇，基于MOCVD技術(shù)的高性能QCL研究對于推進QCL產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。

基于此，本文報道了通過MOCVD生長的高性能中波紅外QCL。通過MOCVD生長條件優(yōu)化，獲得了高界面質(zhì)量應變補償InGaAs/InAlAs/InP QCL材料，制備出室溫CW功率最高為1.21W的4.6μm QCL。

審核編輯黃昊宇