芯耀
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针对边发射二极管激光器，研究人员开发了一种基于纵向光子晶体波导（LPBC）的波导结构，用以实现稳定的高功率单模激射。该结构可形成极大的模斑尺寸，进而实现窄光束发散角、更高的腔面光学损伤阈值（COMD）、更宽脊宽器件的单模工作，以及抑制光束丝状不稳定性。我们知道常规的LD基本结构如下，要实现单模和窄发散角存在一定的难度。
而在纵向光子晶体波导（LPBC）中，光在折射率沿垂直于传播方向规则调制的介质中传输，其工作原理与光子晶体光纤在本质上相似。
LPBC 的基本结构由高、低折射率交替的周期性层叠序列，以及一个打破周期折射率分布的光局域缺陷构成。
为实现基模单模激射，必须对纵向光子晶体波导（LPBC）中的光学缺陷强度进行设计：只有基模被缺陷局域，并在远离缺陷的区域迅速衰减；而高阶模则在整个纵向光子晶体波导结构中延展分布。
面向激光器应用的通用纵向光子晶体波导（LPBC）设计方案，是在n 型一侧采用 LPBC 结构；其中包含有源量子阱（QW）的增益区，凭借量子阱的高折射率构成了光局域缺陷。
增加周期层数会带来两方面效果：一方面通过降低高阶模的限制因子，实现对高阶模更强的抑制；另一方面会使快轴发散角变窄。
单模工作需要在模式增益和 / 或损耗上，让基模与高阶模之间形成显著差异，这一目标可通过多种方式实现：
1）将基模的限制因子设计为远大于高阶模的限制因子。
2）实现泄漏型波导设计：所有延展型高阶模会穿透进入（吸收性）衬底与接触层（与激光波长相关），而被局域的基模则具有极低的泄漏损耗。
3）在结构中引入额外的吸收层，使其只对所有延展型模式产生损耗，而不影响被局域的基模。
将最靠近衬底的高折射率层加厚、同时把紧邻衬底的低折射率层减薄至原有厚度的 1/2，可使高阶模大幅向衬底泄漏，而基模几乎不受影响；最终能让高阶模的损耗相对提升约 10 倍。再配合增大基模的光限制因子，即可实现具备窄快轴出光特性的单模工作。
案例一）GaInP/AlGaInP激光器，脊宽 4 微米、腔长 1.5 毫米，发射波长 658nm；可实现单模连续激射，输出功率 115 毫瓦，快轴发散角 θ⊥≈8°，特征温度 T₀≈155K。
案例2）InGaAs/AlGaAs激光器，条宽 10 μm、腔长 1.5 mm，阈值电流 200 mA；激射波长 980 nm，可实现单模连续输出功率 1.2 W，远场光斑收窄，快慢轴发散角分别为：垂直发散角θ⊥≈4∘、水平发散角θ∥≈3.5∘。该 10 μm 宽条器件可在高注入泵浦电流下，始终保持横向单侧模工作；这充分证明：LPBC 纵向光子带隙结构，能让宽条形激光器也实现稳定的侧向单模激射。
普通激光器：条宽做到 10 μm，一定会出多横模、光斑分裂、丝状光斑，没法单模；本文 LPBC 结构：10 μm 宽条还能全程单模—— 解决了「宽条高功率」和「单模优质光斑」天生矛盾，是这篇结构的最大创新。
案例3）砷化镓 / 铝砷化镓（GaAs/AlGaAs）激光器，波导宽度 4 μm、腔长 1 mm；发光波长 850 nm，单模连续输出功率 270 mW；远场发散角：垂直方向θ⊥≈9∘、水平方向θ∥≈5∘；外微分量子效率ηd≈87%。
