高功率半导体激光国家级重点实验室主要围绕高功率半导体激光器基础理论、结构、工艺技术、输出特性及其应用技术开展基础性、前沿性研究，探索提高功率输出的各种新概念、新结构、新器件、新工艺，研究分析半导体激光器在高功率输出状态下的各种特性，为领域发展提供技术支撑和关键基础器件。
为更好的汇聚高水平研究力量，发挥实验室基金的导向作用，现公开发布2024年度重点实验室基金指南：
一、重点技术方向
1：高速VCSEL阵列芯片
（一）研究目标：
针对特种环境（飞机、潜艇、空间站等）短距离光互连的应用，开展基于850nm VCSEL 阵列的高速光模块研究，满足器件高速调制的指标要求。
（二）研究内容：
（1）850nm高速VCSEL带宽关联机理及优化机制
研究谐振腔光子寿命与调制响应平坦化关联关系，降低模式分配噪声(MPN)的模式控制方法。
（2）高速线阵均匀制备工艺
研究工艺均匀性及控制方法，包括光刻、干法刻蚀、氧化工艺以及BCB填平工艺的均匀性控制方法，实现性能均匀阵列。
（三）预期成效：
突破850nm VCSEL 1x12阵列芯片设计制备关键技术，实现1x12线阵芯片，具备>600 Gb/s 通讯速率，其中单个芯片性能：带宽>20GHz，调制速率>50Gb/s。
2：太赫兹量子级联半导体激光器光频梳
（一）研究目标：
针对高精度光谱检测、成像、测距、通信等领域应用需求，开展中红外波段激光器件研究，满足光谱监测对激光器功率、模式、调谐等性能要求。
（二）研究内容：
（1）THz 量子级联器件研究
大功率宽谱THz 量子级联（QCL）有源区结构设计、材料生长及工艺可靠性研究；开展THz QCL激光器巴条的器件设计，干法刻蚀、电极制备等工艺研究。
（2）射频注入主动稳频技术研究
研究 THz QCL 腔内四波混频效应，研究射频注入对光频梳相位匹配的影响机制。
（三）预期成效：
阐明THz光频梳群速度色散补偿机理，发展主被动稳频技术，实现宽谱THz光频梳激光器：频率范围2－5 THz；连续波功率≥20 mW；频率连续覆盖范围≥300 GHz。
3：半导体激光测距抗干扰技术
（一）研究目标：
针对激光雷达、激光近炸引信、激光制导、无人驾驶等领域需求，开展半导体激光测距的抗干扰技术研究，提升激光测距的抗烟雾干扰能力，为在复杂环境下激光雷达、激光引信等应用奠定基础。
（二）研究内容：
（1）半导体激光器调控技术研究
研究高峰值功率半导体激光发射参数与激光烟雾传输衰减的耦合系数，优化半导体激光驱动输出控制方法；
（2）半导体激光传输特性研究
基于探测目标特性、激光发射参数和烟雾中传播模型，建立半导体激光测距系统在不同烟雾环境探测响应函数模型；探索建立不同烟雾浓度下的激光大气传输模型；
（三）预期成效：
完成半导体激光测距系统原理样机研发：
（1）激光峰值功率不大于60W条件下，探测距离不小于300m。
（2）测距误差≤1%@200m；探测精度≤0.2m@100m；重复频率：≥20KHz（大气能见度不大于2公里的天气条件）。
4：基于光学拓扑保护态的低阈值慢波增强激光器
（一）研究目标：
针对大规模片上集成阵列光源、6G光通信、AR/VR虚拟显示、量子雷达等应用对低功耗、高稳定性光源的需求，开展新型慢波增强电泵浦低阈值拓扑激光器研究，满足激光器低泵浦阈值和性能对工艺误差鲁棒的指标要求。
（二）研究内容：
（1） 基于拓扑保护的激光产生机理及优化机制
基于光子晶体和莫尔超晶格，研究拓扑参数对泵浦阈值功率、线宽、输出功率等激光器性能参数的影响；建立慢光增强下的拓扑能带反转模型，探索针对拓扑保护的电泵浦实现途径，研究降低激光器泵浦阈值的方法；
（2） 拓扑激光器制备工艺与测试研究
开展拓扑激光器的加工工艺、封装和测试技术研究，分析影响激光泵浦阈值的参数，论证低泵浦阈值和拓扑鲁棒性。
（三）预期成效：
完成基于拓扑保护的电泵浦激光器样片研发：
（1） 波长940nm±20nm, 激光电泵浦阈值功率（平均）<0.0003kw>2（阈值电流约0.3kA/cm2）；
（2） 慢波增强因子>25,边模抑制比>36dB，演示在引入局部工艺误差（缺陷）下拓扑激光器输出性能不变。
二、研制周期:2024年9月-2026年9月
三、研究经费:30-40万元/项
四、完成形式:原理样机、研究报告、以实验室为第一完成单位发表1篇SCI或2篇EI论文
五、发布方式:公开发布
六、联系人：魏老师 15843095977
七、申报截至日期：2024年9月20日
撰稿人：魏志鹏 审批人：马晓辉