據麥姆斯咨詢報道，近日，臺灣工業技術研究院（ITRI）和美國Ganvix公司的研究人員擴大了雙方的合作項目內容，以進一步開發短波長垂直腔面發射激光器（VCSEL）。

基于多孔氮化鎵（GaN）半導體材料的方法，研究人員已經開發出藍光VCSEL。目前，ITRI和Ganvix正著眼于綠色波長和VCSEL陣列的量產。

雙方希望項目“第二階段”的努力將有助于提供適用于新興AR和VR設備的紅光、綠光和藍光VCSEL陣列。

RGB VCSEL光引擎

“基于Ganvix的設計和ITRI的可制造性之間的密切合作，在藍色波長范圍內工作的GaN VCSEL已成功展示。”雙方宣布并補充說明下一階段的開發工作將包括激光器及其陣列的測試和封裝，以及推動綠色波長的VCSEL研發。

“我們的目標市場包括消費電子、工業、醫療和生命科學、通信、增強現實（AR）和虛擬現實（VR）應用。”雙方表示，“近期的應用包括用于激光掃描顯示器的紅光、綠光和藍光（RGB）VCSEL光引擎、用于自由空間和光纖通信的激光器及其陣列。”

與英國劍橋的Porotech公司類似，Ganvix正在尋求利用多孔GaN半導體材料的特性，以提供發射波長介于紫外線和綠色波長之間的緊湊型VCSEL。Ganvix列舉了卓越的波長控制、更小的光斑尺寸和更好的陣列架構，作為基于多孔GaN半導體材料的方法的優勢示例。

ITRI過去一直在開發用于量產的LED和激光二極管方面發揮了重要作用，目前正在研究如何加快Ganvix的VCSEL產品上市時間。

“由此產生的產品將為高性能和低成本GaN VCSEL在數十億美元的全球市場中創造新的機會。”雙方繼續說道。

納米復合布拉格反射器

盡管基于砷化鎵（GaAs）的VCSEL在20多年前就開發出來，并且現在是光電領域發展最快的技術之一，但是事實證明，開發更短波長的VCSEL更具挑戰性。

“對于更短波長的VCSEL，需要GaN材料，但直到現在還沒有商業上可行的解決方案來形成所需的激光反射腔鏡。”雙方說道，“Ganvix使用納米多孔技術來設計GaN的光學特性，從而解決了這個問題。”

ITRI電子與光電系統研究實驗室主任Shih-Chieh Chang預測：“對于未來的元宇宙（metaverse）應用，三基色（RGB）VCSEL將發揮關鍵作用。我們很高興與Ganvix繼續深化合作，推出商業化產品，也能帶動臺灣產業進入元宇宙市場。”

Ganvix首席執行官John Fijol補充說：“我們很高興地宣布，使用我們與ITRI合作制造的專有納米多孔GaN成功演示了藍光VCSEL。這標志著該新型激光器的商業化取得了重大成就。”

根據Ganvix公司網站內容顯示，納米多孔技術能夠完全由外延生長的GaN制造VCSEL，而不會引入任何晶體缺陷或晶格失配。亞波長納米孔產生GaN/空氣納米復合材料，它具有可調節的折射率，有助于形成對VCSEL器件至關重要的高反射率（>99.9%）分布式布拉格反射器（DBR）。

Porotech在今年早些時候募集了2000萬美元的風險投資，并已與外延晶圓代工廠IQE達成協議，該公司也在尋求利用多孔GaN的特性研發發光器件，盡管到目前為止它的目標是micro-LED，而不是VCSEL。

多孔半導體結構被設計用于可以發射紅光、綠光和藍光的激光器——這意味著近眼顯示器所需的RGB光源都可以在統一的半導體材料平臺上生產。

審核編輯：劉清