金属包覆 InP 纳米盘激光器的缩放：光学性能与热效应

片上光通信的一个关键组件是高效光源。然而，为实现低单比特能耗通信以及与 Si CMOS 的局部集成，器件需要进一步缩小尺寸。在本工作中，我们通过直接在 Si 上晶圆键合，制备了不同形状的 InP 微纳激光器。金属包覆腔已被提出作为一种利用混合光子-等离激元模式将尺寸缩放至光衍射极限之外的方法。在此，我们通过用 Au 包覆器件的侧壁，探究了回音壁模式光源的尺寸可扩展性。金属包覆腔在光激发下实现了室温激射，Au 包覆器件的 InP 直径小至 300 nm，而纯光子对应器件仅在低至 500 nm 时显示激射。数值热模拟支持了实验发现，并确认了 Au 包覆器件改善的散热能力，表明与无 Au 的器件相比，金属包覆 InP 纳米盘激光器的器件温度降低了 473 K。即便不存在混合光子-等离激元模式，这也将带来显著的性能优势。这些结果使我们深入认识了金属包覆设计在缩小 Si 上集成激光器尺寸方面的益处。