據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院（ITRI）和美國(guó)Ganvix公司的研究人員擴(kuò)大了雙方的合作項(xiàng)目?jī)?nèi)容，以進(jìn)一步開發(fā)短波長(zhǎng)垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。

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

雙方希望項(xiàng)目“第二階段”的努力將有助于提供適用于新興AR和VR設(shè)備的紅光、綠光和藍(lán)光VCSEL陣列。

RGB VCSEL光引擎

“基于Ganvix的設(shè)計(jì)和ITRI的可制造性之間的密切合作，在藍(lán)色波長(zhǎng)范圍內(nèi)工作的GaN VCSEL已成功展示。”雙方宣布并補(bǔ)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(cè)試和封裝，以及推動(dòng)綠色波長(zhǎng)的VCSEL研發(fā)。

“我們的目標(biāo)市場(chǎng)包括消費(fèi)電子、工業(yè)、醫(yī)療和生命科學(xué)、通信、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）應(yīng)用。”雙方表示，“近期的應(yīng)用包括用于激光掃描顯示器的紅光、綠光和藍(lán)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。”

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

ITRI過去一直在開發(fā)用于量產(chǎn)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(chǎn)品上市時(shí)間。

“由此產(chǎn)生的產(chǎn)品將為高性能和低成本GaN VCSEL在數(shù)十億美元的全球市場(chǎng)中創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)。”雙方繼續(xù)說道。

納米復(fù)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(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)之一，但是事實(shí)證明，開發(fā)更短波長(zhǎng)的VCSEL更具挑戰(zhàn)性。

“對(duì)于更短波長(zhǎng)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(shù)來設(shè)計(jì)GaN的光學(xué)特性，從而解決了這個(gè)問題。”

ITRI電子與光電系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室主任Shih-Chieh Chang預(yù)測(cè)：“對(duì)于未來的元宇宙（metaverse）應(yīng)用，三基色（RGB）VCSEL將發(fā)揮關(guān)鍵作用。我們很高興與Ganvix繼續(xù)深化合作，推出商業(yè)化產(chǎn)品，也能帶動(dòng)臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)進(jìn)入元宇宙市場(chǎng)。”

Ganvix首席執(zhí)行官John Fijol補(bǔ)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(lán)光VCSEL。這標(biāo)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(nèi)容顯示，納米多孔技術(shù)能夠完全由外延生長(zhǎng)的GaN制造VCSEL，而不會(huì)引入任何晶體缺陷或晶格失配。亞波長(zhǎng)納米孔產(chǎn)生GaN/空氣納米復(fù)合材料，它具有可調(diào)節(jié)的折射率，有助于形成對(duì)VCSEL器件至關(guān)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(shí)候募集了2000萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，并已與外延晶圓代工廠IQE達(dá)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(biāo)是micro-LED，而不是VCSEL。

多孔半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)用于可以發(fā)射紅光、綠光和藍(lán)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(dǎo)體材料平臺(tái)上生產(chǎn)。

審核編輯：劉清