集成光电探测器的可调谐MEMS-VCSEL，可监测输出光功率

主要观点总结

中国科学院半导体研究所的研究人员在波长连续调谐垂直腔面发射激光器（VCSEL）领域取得重要进展。该文章主要介绍了可调谐VCSEL在光学相干层析成像、调频连续波激光雷达和智能制造等领域的应用，以及进行功率监测的重要性。研究团队提出了一种集成光电探测器（PD）的可调谐MEMS-VCSEL器件，该器件能够在不降低波长调谐性能和输出光功率的情况下，实现对器件输出光功率的监测。这一突破性的研究为可调谐MEMS-VCSEL的集成功率监测功能提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景与重要性

可调谐VCSEL在光学相干层析成像、调频连续波激光雷达和智能制造等领域有重要应用。在这些应用中，对可调谐VCSEL进行功率监测至关重要。VCSEL具有单纵模、低功耗、易于二维阵列集成等优点，是垂直集成光子系统的理想光源。

关键观点2: 现有挑战

在可调谐MEMS-VCSEL中集成功率监测功能是一个巨大的挑战。通常在VCSEL的n型分布布拉格反射镜（DBR）一侧集成光电探测器（PD）监测输出功率，但会降低可调谐MEMS-VCSEL的波长调谐性能，增加器件制作的难度。

关键观点3: 最新研究进展

中国科学院半导体研究所的研究人员在可调谐MEMS-VCSEL研究方面取得新进展。他们提出了一种新的器件结构，通过在有源区上侧n-i-p型MEMS结构中引入PD结构，实现对输出光功率的监测，同时不降低器件的波长调谐性能。该器件在室温下实现了27nm的波长调谐范围。

关键观点4: 研究成果的影响

这项研究成果对于可调谐MEMS-VCSEL的集成功率监测功能提供了新的思路。研究结果发表在《光子学研究》期刊上，得到了郑婉华院士的悉心指导，并得到了国家自然科学基金项目的资助。

文章预览

来源： 中国科学院 半导体研究所 波长连续调谐（扫频）垂直腔面发射激光器（ VCSEL ）在光学相干层析成像（OCT）、调频连续波（ FMCW ）激光雷达、智能制造等领域有重要应用。在这些应用中，对可调谐VCSEL进行功率监测至关重要。此外，VCSEL具有单纵模、低功耗、易于二维阵列集成等优点，是垂直集成光子系统的理想光源。在未来用于人工智能（AI）和传感等领域的三维垂直集成光子系统中，具有宽带波长调谐和集成功率监测功能的VCSEL是关键器件。 可调谐微机电系统（MEMS）-VCSEL是理想的宽带波长调谐激光光源，通过静电吸引或者电热效应移动MEMS可调谐反射镜，改变腔长实现波长调谐。实现集成功率监测功能对于可调谐MEMS-VCSEL极具挑战。通常在VCSEL的n型分布布拉格反射镜（DBR）一侧集成光电探测器（PD）监测输出功率，但是会降低可调谐MEMS-VCSEL ………………………………