基于SiN微腔，以量子阱（QW）和量子点（QD）半导体材料为基础的激光二极管显示出其在高功率效率和紧凑尺寸方面具有巨大潜力。由万亚婷教授领导的一项研究探索了这些复合腔激光器的设计和功能。

量子点和量子阱激光二极管：微腔的未来

基于芯片的量子阱（QW）和量子点（QD）半导体材料激光二极管现在是各种应用的主要选择。它们具有高功率效率、能够在高温下工作和紧凑尺寸等吸引人的特点。尽管量子阱已经广泛应用于商业产品中，但量子点以其独特的零维态密度和原子般的简并性，是一个有希望的替代品。

通过自注锁定增强的III-V激光器与硅氮化物（SiN）微腔的异质集成，带来了内在的好处。包括紧凑性、高产量生产潜力和增强的稳定性。与生长在本地平台上的III-V激光器相比，这项技术能够实现更优越的线宽收窄性能。

新研究探索了量子阱和量子点器件

最近发表在《光科学与应用》杂志上的一项研究深入研究了复合腔激光器活性介质设计的参数调查。

团队关注在锁定复合腔器件的动态和光谱特性上的载流子量子限制的影响。他们特别强调了利用III-V量子阱或量子点分布式反馈(DFB)激光器与SiN微环共振器集成时的发射光谱细化或谱线变窄。当正确调谐并锁定到一个或多个微环的微型回旋模式时，光学反馈以Rayleigh背向散射的形式可以在激光二极管的激光线宽上实现极大的降低，降到赫兹级别。

对于未来设计的发现和意义

通过遗传算法对QW和QD器件进行了多目标设计-运行优化分析，探讨了参数的影响。然后采用多决策算法来确定每个优化变量的最佳设计-运行点。

这些发现为更全面的参数研究提供了指导，可以及时产生工程设计的结果。该研究强调了激光二极管技术领域的潜力改进和进一步发展。