光子晶体技术的发展与趋势

光子晶体激光器/共振腔

光子晶体共振腔的极高Q-因数，使得其在构造激光器方面广受关注（www.laserfocusworld.com/articles/308745）。有机激光介质只占激光材料的一小部分，就像光子晶体光纤的实心部分只是大块光子晶体内部“缺陷”一样。光子晶体的控制有源层自发辐射能力，使光子晶体激光器具有较低阈值和快速直接调制的特点。

早期的激光器是光泵浦的，发射的激光主要在近红外区。随着人们不断探索研究，激光技术也迅速发展。一年以前，日本京都大学的Susumu Nodo工作小组实现了406nm电泵浦光子晶体面发射激光器（PCSEL），他们在AlGaN覆层和InGaN量子阱之间生成了GaN光子晶体（图3）。

图3日本京都大学的Susumu Nodo工作小组制作的406nm电泵浦光子晶体面发射激光器（PCSEL）

去年，日本京都大学的Kanna Aoki报道了另外一个重要研究成果，在3-D光子晶体共振腔内嵌入一个量子点，完全限制电子和光子。将量子点和1.5mm发射极耦合嵌入到共振腔17层光子晶体层。制造3-D结构是很困难的，但是与2-D结构相比，3-D结构光子晶体可以完全控制发射光。

光子晶体还可以提高LED的发光效率。几年前，美国麻省理工学院的研究人员，通过在量子阱LED的上覆层生成二维光子晶体，将垂直方向上的发光效率提高6倍。美国Luminus Devices公司的技术总监Alexei Erchak利用光子晶体结构开发了用于照明的GaN- LEDs。台湾大学在去年的CLEO上报道其简易的光子晶体设计，在InGaN/GaN量子阱LEDs表面刻蚀简易的周期光栅，将发光效率提高至90%以上。