激光器是核心光电子器件之一，硅基激光器与硅基波导器件集成提供光源，是用于硅基光子集成的重要器件。然而，由于硅材料本身很难用于实现红外光源，硅基激光器一直是硅基光子学的研究热点之一。2009年本组储涛研究员先后研制成功世界上第一只硅基波长可调激光器和100nm可调范围最宽激光器。2014年，本组利用自制高精度芯片键合设备，成功研制硅基混合集成激光器，输出功率达4.2mW，在国内首次实现了III-V族激光器与标准CMOS工艺制作的硅基光子器件的混合集成，为利用CMOS线规模制造硅基激光器奠定了基础。

硅基激光器的主要实现方向有：1. 利用倒装焊技术，将分别制作好的III-V族器件和硅基器件集成；2. 在SOI晶圆上键合III-V族材料，然后再制作器件。其中，方案1在成本和器件性能上更具优势，LD通过端面耦合和硅基波导耦合，对于对准组装和相应设备严格要求对准精度<±0.5μm。方案2则在晶圆级工艺加工上更具优势。日本PETRA、NEC和Fujitsu公司，欧洲IMEC和Ghent大学，美国Intel和UCSB分别就上述两种方式开展了对硅基激光器的研究，其中，日本和德国主要采用方案1，而IMEC和美国intel更倾向于方案2研究。

2009年，本组储涛研究员利用硅材料热光效应和微环谐振腔Vernier效应，在NEC先后研制成功世界上第一只和波长可调范围最宽的硅基波长可调激光器，波长调谐范围达100nm，输出功率达12mW。

图1. 2009年研制的硅基波长可调激光器，结构、芯片和模块

2014年12月，我们分别使用EB工艺和0.18μm-CMOS工艺制作了硅基光子器件基板，并利用自制的高精度红外对准键合设备，分别实现了III-V族激光器与硅基光子器件的单片集成，耦合损耗小于3dB，最大输出功率达4.2mW。在国内首次实现了III-V族激光器与标准CMOS工艺制作的硅基光子器件基板的混合集成，标志着利用标准CMOS线批量制作硅基激光器成为可能。