💡这项突破是什么?
器件，光子晶体区域尺寸为400×400 μ㎡（图2）。通过角分辨光谱测量GaN基PCSEL在 Γ-X 方向上的能带结构（图3），可以观察到：注入电流较低时，能带结构清晰，辐射模式C的强度最大；随着电流增大，非辐射模式B的强度显著增强，直至激射。通过测量能带，可以确定器件是基模B的激射，阈值电流附近的模式半高宽约为0.05 nm。
图2. (a) GaN基PCSEL的结构示意图，(b)光泵测试得到的光子晶体能带结构，光子晶体的(c)表面和(d)截面扫描电子显微镜图。
图3. (a-e)不同注入电流下测量得到的GaN基PCSEL Γ-X方向的能带结构，(f) GaN基PCSEL峰值波长与光谱半高宽随注入电流的变化曲线。
基于上述工作，研究团队实现了GaN基光子晶体面发射激光器的室温电注入激射（图4），激射波长约为415 nm，阈值电流为21.96 A，对应阈值电流密度约为13.7 kA/c㎡，峰值输出功率约为170 mW。下一步拟采用高质量的GaN单晶衬底，设计新型的GaN基PCSEL结构，并突破PCSEL器件制备与封装散热技术，实现高功率（10~100 W）单模激光输出。
图4. GaN基PCSEL (a)不同注入电流下的电致发光光谱、(b)输出光功率-电流-电压曲线、(c)远场光斑，GaN基PCSEL激射(d)前、(e)后的近场图像。
该研究成果由杨辉研究员、孙钱研究员和冯美鑫研究员共同指导重点实验室的工作人员和学生完成，相关论文正在撰写中。相关工作得到了国家重点研发计划项目、苏州实验室项目等资助。
