光子晶體激光器/共振腔

光子晶體共振腔的極高Q-因數(shù)，使得其在構(gòu)造激光器方面廣受關(guān)注（www.laserfocusworld.com/articles/308745）。有機(jī)激光介質(zhì)只占激光材料的一小部分，就像光子晶體光纖的實(shí)心部分只是大塊光子晶體內(nèi)部“缺陷”一樣。光子晶體的控制有源層自發(fā)輻射能力，使光子晶體激光器具有較低閾值和快速直接調(diào)制的特點(diǎn)。

早期的激光器是光泵浦的，發(fā)射的激光主要在近紅外區(qū)。隨著人們不斷探索研究，激光技術(shù)也迅速發(fā)展。一年以前，日本京都大學(xué)的Susumu Nodo工作小組實(shí)現(xiàn)了406nm電泵浦光子晶體面發(fā)射激光器（PCSEL），他們?cè)贏lGaN覆層和InGaN量子阱之間生成了GaN光子晶體（圖3）。

圖3日本京都大學(xué)的Susumu Nodo工作小組制作的406nm電泵浦光子晶體面發(fā)射激光器（PCSEL）

去年，日本京都大學(xué)的Kanna Aoki報(bào)道了另外一個(gè)重要研究成果，在3-D光子晶體共振腔內(nèi)嵌入一個(gè)量子點(diǎn)，完全限制電子和光子。將量子點(diǎn)和1.5mm發(fā)射極耦合嵌入到共振腔17層光子晶體層。制造3-D結(jié)構(gòu)是很困難的，但是與2-D結(jié)構(gòu)相比，3-D結(jié)構(gòu)光子晶體可以完全控制發(fā)射光。

光子晶體還可以提高LED的發(fā)光效率。幾年前，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員，通過在量子阱LED的上覆層生成二維光子晶體，將垂直方向上的發(fā)光效率提高6倍。美國(guó)Luminus Devices公司的技術(shù)總監(jiān)Alexei Erchak利用光子晶體結(jié)構(gòu)開發(fā)了用于照明的GaN- LEDs。臺(tái)灣大學(xué)在去年的CLEO上報(bào)道其簡(jiǎn)易的光子晶體設(shè)計(jì)，在InGaN/GaN量子阱LEDs表面刻蝕簡(jiǎn)易的周期光柵，將發(fā)光效率提高至90%以上。