晶體管激光器(transistor-laser，TL)──即一種同時(shí)具備光學(xué)與電氣輸出的晶體管，發(fā)明TL的工程師表示，這種器件非常適合半導(dǎo)體轉(zhuǎn)向整合光學(xué)的趨勢(shì)；但他們也指出，若是真的開(kāi)始在電路中采用TL，目前的電子學(xué)教科書(shū)恐怕都得改寫(xiě)，因?yàn)門(mén)L顛覆了該領(lǐng)域存在已久的電荷守恒定律(conservation of charge)，以及基爾霍夫定律(Kirchhoff''''s Law)。

　　美國(guó)伊利諾大學(xué)教授Milton Feng表示：“就像是晶體管對(duì)現(xiàn)今的IC所帶來(lái)的影響，我們預(yù)期晶體管激光器也將帶來(lái)類似的影響力，為光電整合IC以及光學(xué)互連開(kāi)啟新的視野。”Milton Feng與其同事Nick Holonyak、在讀博士Han Wui Then一同發(fā)明晶體管激光器。晶體管激光器雖然已經(jīng)問(wèn)世約六年的時(shí)間，但其發(fā)明人卻是一直到最近才為該技術(shù)與傳統(tǒng)電路理論之間的失配(miss-match)問(wèn)題找到解答。

　　在喬治˙歐姆(Georg Ohm)定義了電路理論中的第一個(gè)定律之后不久，古斯塔夫˙基爾霍夫(Gustav Kirchhoff)提出了迄今仍廣為傳授的、被稱為“基爾霍夫定律”的電荷守恒原則，即：“在電路的任何一個(gè)接面，流入該節(jié)點(diǎn)的電流總量會(huì)與流出該節(jié)點(diǎn)的電流總量相同。”但在晶體管激光器中，有部份電流是要前往制造激光束──也就是混合了電荷守恒與能量守恒(energy conservation)。

　　因此Feng指出：“新的教科書(shū)需要把激光晶體管包含在里面，‘基爾霍夫電流定律’應(yīng)該被重新定義為‘基爾霍夫電流與能量定律’。”

開(kāi)發(fā)TL的美國(guó)伊利諾大學(xué)教授Milton Feng與Nick Holonyak

　　研究人員為其基于量子阱(quantum-well-based)的晶體管激光器制作了等效電路，能用以準(zhǔn)確地建立該晶體管激光器基底(也就是激光器發(fā)光之處)的充放電機(jī)制模型。也因此，現(xiàn)在可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真的方式來(lái)研究TL電路，進(jìn)行其頻率與時(shí)域(time-domain)性能的分析。研究人員并已經(jīng)在一個(gè)用三五族半導(dǎo)體材料所制作的晶體管激光器原型上，驗(yàn)證了其算法。

　　該原型的發(fā)光層是以砷化銦鎵(indium gallium arsenide)量子阱、以三明治夾層方式與p型半導(dǎo)體基底組合而成；其發(fā)光腔(emitting cavity)為2.2μm寬、0.85cm長(zhǎng)，發(fā)光波長(zhǎng)1.0μm，閾值電流40mA，能在3GHz頻率對(duì)該激光進(jìn)行直接調(diào)變。接下來(lái)，該研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃打造可應(yīng)用在IC設(shè)計(jì)的整套晶體管激光器功能區(qū)塊。