【聚焦】半导体可饱和吸收镜SESAM是重要锁模器件国内市场进口替代步伐有望加快

2022-03-14 18:26

脉冲激光器常用的技术是调Q技术与锁模技术，在高峰值功率、窄脉冲宽度要求下，锁模技术应用比例快速攀升

半导体可饱和吸收镜（SESAM），是采用半导体材料和工艺制造而成的一种可饱和吸收镜（SAM）。半导体可饱和吸收镜一般有3层结构，底层是半导体反射镜，中间层是半导体可饱和吸收体，上层是反射镜，两个反射镜之间形成法布里－珀罗谐振腔。半导体可饱和吸收镜的主要参数包括中心波长、吸收率、反射率、调制深度、弛豫时间、损伤阈值、饱和通量等。

脉冲激光器的重要分类是超快激光器，其加工精度高，市场需求旺盛。脉冲激光器常用的技术是调Q技术与锁模技术，在高峰值功率、窄脉冲宽度要求下，锁模技术应用比例快速攀升。锁模技术包括主动锁模、被动锁模两大类，主动锁模只能达到皮秒级，且输出稳定性较弱，被动锁模可达到飞秒级，是制造超快激光器的重要技术，可饱和吸收体是其重要实现方式。

根据新思界产业研究中心发布的《2022－2026年半导体可饱和吸收镜（SESAM）行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，半导体可饱和吸收镜是被动锁模产生超短脉冲的核心器件，可用于稳定、自启动的半导体泵浦固体激光器中。由于半导体可饱和吸收体是在半导体反射镜上外延生长得到，其厚度可以进行调控，同时，上下两层反射镜的反射率也可以进行调节，因此半导体可饱和吸收镜的调制深度、饱和通量等参数可以根据需要进行控制。现阶段，半导体可饱和吸收镜是应用最为广泛的锁模器件。

德国BATOP公司是全球领先的半导体可饱和吸收镜生产商，半导体可饱和吸收镜制造技术壁垒较高，早期我国市场需求依靠进口。随着我国制造业不断升级，我国激光加工市场规模不断扩大，并且对高精度激光器需求不断上升。同时，进口半导体可饱和吸收镜存在损伤阈值较低、质量不稳定等缺点。因此，我国自主研发生产半导体可饱和吸收镜需求迫切。

2019年，北京大学与中科院半导体研究所的科学家合作，研制出用于光纤激光器锁模及微片激光器调Q的高调制深度SESAM（调制深度12％），和用于固体激光器锁模的低调制深度SESAM（调制深度1％）。此项研究成果的问世，打破了我国半导体可饱和吸收镜技术被国外垄断的格局，且产品损伤阈值更高，未来我国半导体可饱和吸收镜市场将逐步实现国产化替代。

新思界行业分析人士表示，我国政府对半导体可饱和吸收镜的研究也极为重视，“十四五”国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项中提出，研究高性能SESAM材料器件及窄线宽泵浦半导体激光器关键技术（共性关键技术）。这将进一步推动我国半导体可饱和吸收镜技术进步，加快国内半导体可饱和吸收镜市场进口替代步伐。

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