砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）晶體及其激光器技術(shù)在光電子領(lǐng)域具有重要地位。這些材料因其優(yōu)越的電子和光學(xué)特性，被廣泛用于高速電子器件、光通信、激光器等應(yīng)用。通過優(yōu)化材料特性、改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)和探索新型材料，這些技術(shù)將繼續(xù)推動光通信、光傳感和高速電子器件的發(fā)展。
6月22日-23日，“新一代半導(dǎo)體晶體技術(shù)及應(yīng)用大會在濟(jì)南召開。本次會議在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟指導(dǎo)下，由山東大學(xué)新一代半導(dǎo)體材料研究院、山東大學(xué)晶體材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、濟(jì)南市歷城區(qū)人民政府、山東中晶芯源半導(dǎo)體科技有限公司、山東華光光電子股份有限公司、極智半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)（m.ybx365.cn）、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)共同主辦。
會議除開幕大會，還設(shè)置了四大主題平行論壇。其中“砷化鎵、磷化銦晶體及激光器技術(shù)”平行論壇上，實(shí)力派嘉賓代表們深入研討，分享相關(guān)技術(shù)最新研究成果，探討發(fā)展趨勢與前沿，觀點(diǎn)交互，碰撞激發(fā)新的思路，共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展。中國工程物理研究院激光聚變研究中心研究員隋展和中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員周軍共同主持了該分論壇。
中國工程物理研究院激光聚變研究中心研究員隋展
哈爾濱工業(yè)大學(xué)激光空間信息全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授姚寶權(quán)
《近紅外792nm半導(dǎo)體激光器在中長波紅外固體激光方面的應(yīng)用》
792nm半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，在中長波紅外固體激光器方面具有廣泛應(yīng)用。其高效、穩(wěn)定和緊湊的特點(diǎn)，使其成為中長波紅外激光器技術(shù)中的重要組成部分。哈爾濱工業(yè)大學(xué)激光空間信息全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授姚寶權(quán)做了“近紅外792nm半導(dǎo)體激光器在中長波紅外固體激光方面的應(yīng)用”的主題報告，分享了相關(guān)研究成果，涉及2微米及中長波紅外固體激光器應(yīng)用拓展:光刻機(jī)光源，2微米及中長波紅外固體激光器應(yīng)用拓展:大飛機(jī)制造，1.91mm Tm:YLF連續(xù)激光器，1.94mm Tm:YAP連續(xù)激光器，單模保偏摻Tm全光纖連續(xù)激光器，單模保偏摻Tm全光纖連續(xù)激光器，高功率Tm光纖激光器技術(shù)，高平均功率Ho:YAG脈沖激光器，百赫茲、焦耳級 2.05μm Ho:YLF激光器，10~12μm 脈沖激光器(CdSe)等。其中，研究開展了300WTm光纖振蕩器試驗(yàn)研究，泵浦功率544W，最大輸出激光功率306W，閾值功率約為10W，斜率效率58.6%，光-光效率56.3%，光斑呈高斯分布；3臺300W級Tm光纖激光器輸出功率共870W，經(jīng)過合束后輸出功率843W，合束效率大于96%，整機(jī)光-光轉(zhuǎn)換效率大于53%。
中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員楊曉光
《面向硅光集成的III-V族量子點(diǎn)材料與激光器》
量子點(diǎn)材料具有三維量子限制效應(yīng)，以其作為有源區(qū)的量子點(diǎn)激光器具有更低的功耗、更高的溫度穩(wěn)定性和工作溫度、更強(qiáng)的抗反射特性，可在無制冷、無隔離器環(huán)境下穩(wěn)定高效輸出。此外，量子點(diǎn)材料還具有強(qiáng)的缺陷不敏感性，是硅基外延片上光源的首選方案。中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員楊曉光做了“面向硅光集成的III-V族量子點(diǎn)材料與激光器”的主題報告，重點(diǎn)介紹了在砷化鎵基和硅基量子點(diǎn)材料與激光器方面的最新進(jìn)展，展示了高溫高功率單模激光器、窄線寬低噪聲DFB激光器、無制冷高速直調(diào)激光器等產(chǎn)品。相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等支持。
中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員周軍
《雙碳背景下的激光智能制造技術(shù)》
激光加工制造作為一種靈活便捷的加工方法，彰顯出優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)和社會效益，且綠色環(huán)保，是實(shí)現(xiàn)綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理想解決方案。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員周軍做了“雙碳背景下的激光智能制造技術(shù)”的主題報告，主要介紹了激光在新能源領(lǐng)域的典型應(yīng)用，并重點(diǎn)介紹了其團(tuán)隊在動力電池激光焊接及燃料電池金屬極板焊接等方面的工作。
華光光電LD管芯部副總經(jīng)理張曉東
《高功率紅光半導(dǎo)體激光芯片及其應(yīng)用》
半導(dǎo)體激光器波長主要波長范圍從400nm-2000nm，GaAs基材料波長范圍630nm-1100nm，紅光波段激光器在建筑行業(yè)、醫(yī)療健康、科研和軍事等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。640nm激光可以實(shí)現(xiàn)大色域范圍，提升顯示質(zhì)量，激光器功率成為影響投影效果的要素之一。華光光電LD管芯部副總經(jīng)理張曉東做了“高功率紅光半導(dǎo)體激光芯片及其應(yīng)用”的主題報告，分享了主要技術(shù)難題、大功率640nm激光器、長壽命670nm半導(dǎo)體激光器等內(nèi)容。報告指出，640nm 激光所用In(AlGa)P 材料基礎(chǔ)電阻率高，熱導(dǎo)率低，材料帶隙結(jié)構(gòu)受熱影響大，容易造成激光輸出性能下降，因此激光器性能受熱影響嚴(yán)重。大功率640nm激光器研發(fā)進(jìn)展方面，芯片設(shè)計軟件LASTIP，結(jié)合自研MOCVD材料參數(shù)模型庫庫，實(shí)現(xiàn)了芯片材料與結(jié)構(gòu)參數(shù)雙優(yōu)化，光電參數(shù)計算精度與實(shí)際測量誤差大幅降低。芯片封裝形式從COS、光纖耦合輸出、常規(guī)TO和疊陣，采用AlN、SiC等高熱導(dǎo)率熱沉，提升激光器與模組長時間工作的穩(wěn)定性和使用壽命。長壽命670nm半導(dǎo)體激光器方面，芯片TO金錫封裝以恒定電流50mA在85度恒溫環(huán)境下連續(xù)工作5040小時，激光器平均輸出功率10mW，5040小時測試后平均功率衰減低于15%，MTTF計算壽命 200,000小時。 高可靠性670nm激光芯片可在醫(yī)療、環(huán)境檢測等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，推動激光器國產(chǎn)化。
蘇州英谷激光科技有限公司總經(jīng)理肖旭輝
《激光助力半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新》
激光技術(shù)在半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新中起到了關(guān)鍵作用，通過提高制造精度、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、增強(qiáng)檢測能力等方面，推動了半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。蘇州英谷激光科技有限公司總經(jīng)理肖旭輝做了“激光助力半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新”的主題報告，分享了激光微加工和激光宏加工，激光在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用場景等相關(guān)進(jìn)展，涉及激光波長和脈沖寬度對材料加工的影響：1030nm皮秒紅外激光在LED行業(yè)的應(yīng)用，深紫外激光剝離，激光在硅晶圓隱形切割及碳化硅剝離工藝的應(yīng)用，355nm/266nm紫外/深紫外激光在半導(dǎo)體檢測領(lǐng)域的應(yīng)用，半導(dǎo)體激光退火（527nm/351nm 40mJ納秒激光器），激光誘導(dǎo)改性玻璃TGV,3D封裝（皮秒、飛秒紅外激光器），355nm長脈寬紫外激光晶圓刻槽，皮秒紫外激光對單晶金剛石材料的去除測試，皮秒紫外激光對單晶金剛石材料的去除測試：355nm紫外激光微結(jié)構(gòu)加工應(yīng)用等內(nèi)容。
山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授趙智剛
《超快和紫外激光》
超快激光和紫外激光在科學(xué)研究、材料加工、醫(yī)療以及半導(dǎo)體制造等多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授趙智剛做了“超快和紫外激光”的主題報告，
中國科學(xué)院大連化物所研究員李剛
《高質(zhì)強(qiáng)光光學(xué)元件制造與薄片激光技術(shù)》
中國科學(xué)院大連化物所研究員李剛做了“高質(zhì)強(qiáng)光光學(xué)元件制造與薄片激光技術(shù)”的主題報告，報告介紹了在強(qiáng)光光學(xué)元件超光滑表面加工、超低損耗激光薄膜以及微結(jié)構(gòu)激光窗口等方面的研制進(jìn)展，超光滑表面粗糙度達(dá)到0.1 nm，近紅外波段反射率達(dá)99.999%，損傷閾值達(dá)100 kW/cm2；介紹了團(tuán)隊在薄片晶體高質(zhì)量封裝技術(shù)、射流冷卻系統(tǒng)的仿真與設(shè)計、薄片多通泵浦模塊等薄片激光中的關(guān)鍵核心單元技術(shù)，以及在薄片激光再生放大器和多程放大器等方面研制進(jìn)展；目前已研制出48通、72通薄片激光放大器，連續(xù)激光光光效率大于70%，利用自主研制的薄片放大器，通過再生放大技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)了50-200 kHz可調(diào)，平均功率大于300 W的脈沖激光輸出；目前正在開展基于多程放大的2000 W皮秒激光研制。
濟(jì)南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授蔣鍇
《高導(dǎo)熱半導(dǎo)體激光器封裝熱沉材料技術(shù)研究進(jìn)展》
高導(dǎo)熱半導(dǎo)體激光器封裝熱沉材料技術(shù)在提高半導(dǎo)體激光器性能和可靠性方面起著至關(guān)重要的作用。隨著激光器功率密度的提高，熱管理問題變得尤為突出。濟(jì)南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授蔣鍇做了“高導(dǎo)熱半導(dǎo)體激光器封裝熱沉材料技術(shù)研究進(jìn)展”的主題報告，分享了相關(guān)研究進(jìn)展。
山東華光光電激光事業(yè)二部副總經(jīng)理孫素娟
《高功率疊陣激光器及相關(guān)技術(shù)》
隨著半導(dǎo)體激光器巴條功率的提升以及封裝技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體激光器的峰值功率和轉(zhuǎn)換效率在不斷提升，體積和質(zhì)量在不斷減小，功率密度越來越高，應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛，已批量應(yīng)用至測距照射、軍事科研、工業(yè)制造、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域山東華光光電激光事業(yè)二部副總經(jīng)理孫素娟做了“高功率疊陣激光器及相關(guān)技術(shù)”的主題報告，分享了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)、高功率疊陣激光器、可靠性平臺及產(chǎn)業(yè)化等內(nèi)容。涉及高質(zhì)量外延材料生長及結(jié)構(gòu)設(shè)計、高損傷閾值芯片制備及腔面處理技術(shù)、高效熱管理技術(shù)、硬焊料封裝技術(shù)、光場勻化技術(shù)，基元化、模塊化集成設(shè)計等。報告指出，以國產(chǎn)化高功率巴條為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高功率半導(dǎo)體激光器疊陣封裝，助推高功率固體激光器快速發(fā)展，滿足國家重大工程需求。基于自產(chǎn)巴條優(yōu)勢，不斷提升高功率半導(dǎo)體激光器封裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高能量、高光束質(zhì)量、高可靠性疊陣的國產(chǎn)化，打破國外高能量激光的壟斷，降低成本，提高市場競爭力。以高功率半導(dǎo)體激光器泵浦源為核心，進(jìn)一步擴(kuò)展電控、溫控配套能力，提高系統(tǒng)集成度。
陜西理工大學(xué)講師鄭立
《全固態(tài)GHz重復(fù)頻率飛秒激光振蕩器研究》
飛秒激光是激光發(fā)展的重要前沿方向，已開拓出多個應(yīng)用學(xué)科，產(chǎn)生了四個諾貝爾獎，在基礎(chǔ)科學(xué)、大科學(xué)設(shè)施、先進(jìn)醫(yī)療、現(xiàn)代國防及精密加工等領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。陜西理工大學(xué)講師鄭立做了“全固態(tài)GHz重復(fù)頻率飛秒激光振蕩器研究”的主題報告，分享了GHz飛秒激光產(chǎn)生技術(shù)、高功率GHz飛秒激光研究進(jìn)展等內(nèi)容。涉及提高飛秒激光脈沖重復(fù)頻率的方法、高重頻飛秒激光器、全固態(tài)高重頻飛秒激光器、單模LD泵浦的GHz飛秒振蕩器、單模光纖激光器泵浦的GHz飛秒振蕩器、多模LD泵浦的GHz飛秒振蕩器等。報告指出，高重頻飛秒激光器的重要發(fā)展方向：實(shí)現(xiàn)高功率短脈沖輸出。
西安電子科大學(xué)博士后王閣陽
《高功率全固態(tài)飛秒激光技術(shù)與應(yīng)用》
全固態(tài)飛秒激光面臨著能量提升、功率提升、重頻拓展等多方面的挑戰(zhàn)，西安電子科大學(xué)博士后王閣陽做了“高功率全固態(tài)飛秒激光技術(shù)與應(yīng)用”的主題報告，分享了摻鐿飛秒激光再生放大技術(shù)研究進(jìn)展。涉及脈沖能量提升研究進(jìn)展、平均功率提升研究進(jìn)展、放大器色散管理控制、增益窄化抑制、激光晶體熱管理等。報告顯示，已解決的關(guān)鍵技術(shù)問題涉及能量放大過程中的增益窄化抑制、功率放大中激光晶體的熱管理、重頻拓展過程中的時頻穩(wěn)定等。
廣東先導(dǎo)微電子科技有限公司研發(fā)工程師時銀婧
《砷化鎵和磷化銦單晶材料的制備和展望》
廣東先導(dǎo)微電子科技有限公司研發(fā)工程師時銀婧做了“砷化鎵和磷化銦單晶材料的制備和展望”的主題報告，分享了化合物半導(dǎo)體應(yīng)用前景及市場展望、化合物半導(dǎo)體材料(單晶、襯底)制造工藝、 大尺寸化合物半導(dǎo)體材料發(fā)展趨勢及面臨的挑戰(zhàn)等內(nèi)容。報告指出，在襯底材料供應(yīng)端，6”GaAs 和 4”InP 晶體生長以及晶片加工，已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；姆€(wěn)定量產(chǎn)及供貨； 6”GaAs 在3D傳感和激光應(yīng)用領(lǐng)域已形成規(guī)?；钠骷慨a(chǎn)，如用于3D傳感和數(shù)字通信的VCSEL，以及用于工業(yè)、航空航天和國防的邊發(fā)射（EEL）器件。4” InP 也已實(shí)現(xiàn)光通信應(yīng)用模塊的規(guī)模量產(chǎn)。 大尺寸化合物半導(dǎo)體襯底（GaAs、InP）制備難點(diǎn)在于晶片加工，隨著化合物半導(dǎo)體器件產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，和芯片制造工藝水平的不斷提升，對襯底的電學(xué)和光學(xué)均勻性、幾何尺寸、加工精度、表面粗糙度、亞表面損傷等的要求也越來越高；襯底直徑的增加，對切片翹曲度、晶片退火均勻性、研磨和拋光后表面/亞表面損傷層的去除、晶片邊形以及邊緣粗糙度的要求更高；大尺寸晶片加工，對拋光、清洗及檢測階段的自動化程度要求增加，同時對包裝方式也提出了更嚴(yán)格的要求。
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