2020-04-28 世界首顆新穎HCG VCSEL 交大國際合作成果榮登國際光電期刊封面

世界首顆新穎HCG VCSEL 交大國際合作成果榮登國際光電期刊封面
張祖齊博士(中)在瑞典查默斯理工大學的無塵室前與合作研究人員合影。(交大/提供)

【記者羅蔚舟/新竹報導】交通大學國際合作研發成果再締新猶,展現台灣國際學術交流與科技實力!交通大學光電工程學系盧廷昌教授研究團隊與瑞典查默斯理工大學Åsa Haglund教授研究團隊合作,成功製作出世界第一顆藍紫光電激發高折射率差光柵氮化鎵垂直共振腔面射型雷射(HCG VCSEL, High-Index-Contrast Grating Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)。此研究由光電系博士生張祖齊透過科技部千里馬計畫至查默斯理工大學進行,成果榮登四月號ACS Photonics期刊並獲選為封面故事。

 

交大表示,VCSEL元件由半導體發光層與兩組布拉格反射鏡組成,其雷射光在共振腔方向上與發光層垂直,具有圓形雷射光點與小發散角、高速調變、容易做成二維陣列以及方便檢測應用等特性,被大量應用在光通訊、高速電腦與雲端資料中心。近年手機推出人臉辨識系統,使得VCSEL應用受到市場高度重視,未來將延伸至5G通訊、AI系統與智慧家電、汽車自動駕駛等應用,極具潛力。

 

目前VCSEL元件以紅外光波段為主,因藍紫光波段元件在製程上有許多瓶頸尚待解決。交通大學團隊2008年製作出世界第一顆電激發氮化鎵垂直共振腔面射型雷射元件;Åsa Haglund教授團隊在紅外光波段VCSEL之研究為世界頂尖,並擁有高折射率差光柵(HCG)元件之設計經驗,雙方透過千里馬計畫進行學術交流將技術結合,此次研發的HCG VCSEL元件即使用HCG反射鏡取代布拉格反射鏡,使元件整體厚度減少40%,並讓雷射極化方向具有可控性,使得元件應用上更具潛力。

 

交大光電團隊長年投注半導體雷射研究,近年在基礎科學研究與產業應用有豐碩成果。這次與瑞典查默斯理工大學合作,製作出世界第一顆電激發GaN-based HCG VCSEL,展現台灣國際學術交流與科技實力;此外,交大光電系的學術研究與合作已高度國際化,每年皆有學生成功申請千里馬計畫至國外進行研究並獲得優異成果。109年起千里馬博士計畫補助由每月五萬提高至七萬五千元,不僅提升學生進行異地研究的意願,也減輕博士生在國外生活負擔。

 

張祖齊博士表示,博士生的養成不僅是專精學術領域,在人才國際流動浪潮下,也需具備環境適應力與社交能力。在瑞典研究期間,他學習到其他研究團隊的專長,體驗不同研究環境的生活與文化探索,是人生難得的經驗。「從有限經費中解決食衣住行,以及善用研究外的時間結交朋友、融入當地生活,對於博士生的培養有很大幫助,感謝科技部計畫支持與指導教授的鼓勵與推薦,讓我有機會到瑞典進行國際合作研究」。