據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，臺灣工業(yè)技術研究院（ITRI）和美國Ganvix公司的研究人員擴大了雙方的合作項目內容，以進一步開發(fā)短波長垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。

基于多孔氮化鎵（GaN）半導體材料的方法，研究人員已經開發(fā)出藍光VCSEL。目前，ITRI和Ganvix正著眼于綠色波長和VCSEL陣列的量產。

雙方希望項目“第二階段”的努力將有助于提供適用于新興AR和VR設備的紅光、綠光和藍光VCSEL陣列。

RGB VCSEL光引擎

“基于Ganvix的設計和ITRI的可制造性之間的密切合作，在藍色波長范圍內工作的GaN VCSEL已成功展示?！彪p方宣布并補充說明下一階段的開發(fā)工作將包括激光器及其陣列的測試和封裝，以及推動綠色波長的VCSEL研發(fā)。

“我們的目標市場包括消費電子、工業(yè)、醫(yī)療和生命科學、通信、增強現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）應用?！彪p方表示，“近期的應用包括用于激光掃描顯示器的紅光、綠光和藍光（RGB）VCSEL光引擎、用于自由空間和光纖通信的激光器及其陣列?！?/p>

與英國劍橋的Porotech公司類似，Ganvix正在尋求利用多孔GaN半導體材料的特性，以提供發(fā)射波長介于紫外線和綠色波長之間的緊湊型VCSEL。Ganvix列舉了卓越的波長控制、更小的光斑尺寸和更好的陣列架構，作為基于多孔GaN半導體材料的方法的優(yōu)勢示例。

ITRI過去一直在開發(fā)用于量產的LED和激光二極管方面發(fā)揮了重要作用，目前正在研究如何加快Ganvix的VCSEL產品上市時間。

“由此產生的產品將為高性能和低成本GaN VCSEL在數(shù)十億美元的全球市場中創(chuàng)造新的機會?！彪p方繼續(xù)說道。

納米復合布拉格反射器

盡管基于砷化鎵（GaAs）的VCSEL在20多年前就開發(fā)出來，并且現(xiàn)在是光電領域發(fā)展最快的技術之一，但是事實證明，開發(fā)更短波長的VCSEL更具挑戰(zhàn)性。

“對于更短波長的VCSEL，需要GaN材料，但直到現(xiàn)在還沒有商業(yè)上可行的解決方案來形成所需的激光反射腔鏡。”雙方說道，“Ganvix使用納米多孔技術來設計GaN的光學特性，從而解決了這個問題?！?/p>

ITRI電子與光電系統(tǒng)研究實驗室主任Shih-Chieh Chang預測：“對于未來的元宇宙（metaverse）應用，三基色（RGB）VCSEL將發(fā)揮關鍵作用。我們很高興與Ganvix繼續(xù)深化合作，推出商業(yè)化產品，也能帶動臺灣產業(yè)進入元宇宙市場?！?/p>

Ganvix首席執(zhí)行官John Fijol補充說：“我們很高興地宣布，使用我們與ITRI合作制造的專有納米多孔GaN成功演示了藍光VCSEL。這標志著該新型激光器的商業(yè)化取得了重大成就。”

根據(jù)Ganvix公司網(wǎng)站內容顯示，納米多孔技術能夠完全由外延生長的GaN制造VCSEL，而不會引入任何晶體缺陷或晶格失配。亞波長納米孔產生GaN/空氣納米復合材料，它具有可調節(jié)的折射率，有助于形成對VCSEL器件至關重要的高反射率（>99.9%）分布式布拉格反射器（DBR）。

Porotech在今年早些時候募集了2000萬美元的風險投資，并已與外延晶圓代工廠IQE達成協(xié)議，該公司也在尋求利用多孔GaN的特性研發(fā)發(fā)光器件，盡管到目前為止它的目標是micro-LED，而不是VCSEL。

多孔半導體結構被設計用于可以發(fā)射紅光、綠光和藍光的激光器——這意味著近眼顯示器所需的RGB光源都可以在統(tǒng)一的半導體材料平臺上生產。

審核編輯：劉清