PCSEL 光子晶体半导体激光技术

性能指标

区别于传统边发射激光器（EEL）与垂直腔面发射激光器（VCSEL），光子晶体表面发射激光器（PCSEL）作为面向未来的颠覆性半导体激光技术，从谐振腔结构设计层面实现了根本性突破，克服大远场发散角与低单模输出功率的局限。

PCSEL 采用具有周期结构的光子晶体作为谐振腔，通过二维大面积相干振荡，实现高功率单模激光输出，同时具备极低的远场发散角。

这些特性使得 PCSEL 无需借助透镜准直即可直接工作，不仅显著降低系统成本，也大幅提升系统稳定性。

芯片尺寸

500 μm ~ 1000 μm

远场发散角

<2°

连续功率

毫瓦~瓦级

低阈值电流

<30 mA

从可见光到中红外

PCSEL 能兼容多种材料体系，覆盖从可见光到中红外的广阔波长范围。基于自研 3D 耦合波算法与独特 PCSEL 专利结构，我们实现了 905 nm、940 nm、1064 nm、1310 nm、1550 nm 等波长的高性能器件，并开展了蓝光、红光、中红外等波长的结构研发。

PCSEL 的激射波长主要取决于其光子晶体腔的晶格常数，可通过调节晶格常数实现精确调控。

除结构调谐外，PCSEL 还可适配 GaN、GaAs、InP 等衬底材料，将激射波段拓展至可见光、近红外与中红外，并已在多个波段实现瓦级至百瓦级功率输出。

不同波长对应不同材料体系与应用场景，具备差异化优势并持续扩展。

核心波段940nm

940nm

我们的芯片具有极窄的发散角和圆对称光束，无需准直即可实现比 VCSEL 激光器更远的探测距离。窄线宽于低温漂特性有助于进一步提升信噪比。

基于吉熙 TS-PCSEL™ 结构，我们实现了 940 nm 波段瓦级连续输出功率，以及 <1° 的远场发散角。

核心波段1064nm

1064 nm

可替代传统 MOPA 结构中的种子源，单芯片实现“种子源 + 放大器”的功能，体积更小、成本更低、效率更高。

基于吉熙自研的 T-PCSEL™ 专利结构，我们实现了脉冲条件下 >20 W 的峰值输出功率和 <1° 的远场发散角，其光谱宽度仅有 0.1 nm，边模抑制比 SMSR > 40 dB。

PCSEL下一代半导体激光器技术