高亮度半導(dǎo)體激光器在激光雷達(dá)等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器面臨垂直發(fā)散角大、橢圓光束輸出、側(cè)向模式多、光束質(zhì)量差等難題，限制了高亮度半導(dǎo)體激光器的直接應(yīng)用。

針對這一難題，長春光機所Bimberg中德綠色光子學(xué)研究中心團隊在垂直方向上，采用高亮度垂直寬區(qū)邊發(fā)射（HiBBEE）結(jié)構(gòu)，利用光子帶隙效應(yīng)替代傳統(tǒng)的全反射原理進行光場限制，提高光模式尺寸，減小半導(dǎo)體激光器垂直方向發(fā)散角；同時在側(cè)向方向上，采用非均勻波導(dǎo)抑制側(cè)向高階模式，提高半導(dǎo)體激光器側(cè)向光束質(zhì)量，優(yōu)化設(shè)計并制備了HiBBEE非均勻波導(dǎo)半導(dǎo)體激光器。達(dá)到1.5A電流下垂直和側(cè)向發(fā)散角半高全寬仍低至8.6°和5.1°，并保持基模輸出，亮度相比于同類型器件提升1.5倍的良好效果。

這種高亮度HiBBEE非均勻波導(dǎo)半導(dǎo)體激光器可大幅降低半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。

相關(guān)成果發(fā)表文章2篇：

“Improvement of beam quality of high-power edge-emitting lasers using inhomogeneous waveguides”為題目發(fā)表于Optics Express，文章鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.524474。

“Brightness improvement of edge-emitting lasers by combining vertical broad-area HiBBEE and laterally inhomogeneous waveguides”為題目發(fā)表于APL Photonics，文章鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0236274。

文章第一作者是中德中心博士研究生吳承坤，通信作者是田思聰研究員，研究得到了國家自然基金中德國際合作項目的資助（面向激光雷達(dá)的1250nm高亮度量子點激光器的研究，No. 62061136010）。

HiBBEE非均勻波導(dǎo)半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖

HiBBEE非均勻波導(dǎo)半導(dǎo)體激光器亮度