低压MOCVD外延生长InGaAsP／InP应变量子阱材料与器件应用

本文报道用低压有机金属化合物化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）外延生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变量子阶材料，材料参数与外延条件的关系，量子阱器件的结构设计及其器件应用．用所生长的材料研制出宽接触阈值电流密度小于４００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值７～１２ｍＡ的１．３μｍ量子阱激光器和宽接触阈值电流密度小于６００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值９～１５ｍＡ的１．５５μｍ量子阶激光器以及高功率１．３μｍ量子阱发光二极管和ＩｎＧａＡｓＰＩＮ光电探测器．     

GaAs／Al_xGa_（1－x）As多量子阱掩埋条形激光器

利用ＭＢＥ生长的ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ折射率渐变－分别限制－多量子阱材料（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ－ＭＱＷ），经液相外延二次掩埋生长，制备了阈值最低达２．５ｍＡ（腔面未镀膜），光功率室温连续输出可达１５ｍＷ／面的半导体激光器．经腔面镀膜后，器件已稳定工作４５００多小时．     

GaAs／AlxGa1—xAs多量子阱掩埋条形激光器

利用ＭＢＥ生长的ＧａＡＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ折射率渐变－分别限制－多量子阱材料（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ－ＭＱＷ），经液相一次掩埋生长，制备了阈值最低达２．５ｍＡ（腔面未镀膜），光功率室温连续输出可达１５ｍＷ／面的半导体激光器，经腔面多功能摹一器件已稳定工作４５００多小时。     

MBE生长高质量GaAs／AlGaAs量子阱激光器

我们利用分子束外延方法研制了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ缓交折射率分别限制（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ）单量子阱和双量子阱激光器．对腔长为６００μｍ的端面不镀膜的宽接触条型Ｆ－Ｐ腔激光器，阈值电流密度（平均值）分别为２９０Ａ／ｃｍ２和２４０Ａ／ｃｍ２．腔长在１２００μｍ的双量子阱激光器的阈电流密度低达１９０Ａ／ｃｍ２．对出光面和背面分别镀以增透膜和高反膜的宽接触条型（８０μｍ）．激光器，线性输出功率高达１．８２Ｗ；出光面的斜率效率达到１．０４Ｗ／Ａ；利用湿法化学腐蚀所制备的脊形波导结构单量子阱激光器阈值电流最低可达８ｍＡ     

1.3μm InGaAsP/InP大功率短脉冲SPB-BC激光器

本文在传统的掩埋新月型激光器的基础上，提出了一种１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ大功率激光器结构－选择性质子轰击掩埋新月型激光器（ＳＰＢ－ＢＣ）．文中对其制作过程及特性进行了详细的描述和测量．它的最低阈值电流小于１０ｍＡ，对于ｎ－ＩｎＰ衬底，它的最大输出功率为６５ｍＷ，ｐ－ＩｎＰ衬底，最大输出功率为８０ｍＷ．在重复频率为２．１ＧＨｚ时，测得光脉冲的半宽度（ＦＷＨＭ）为１８ｐｓ．     

1.3μm InGaAsP/InP大功率短脉冲SPB-BC激光器

本文在传统的掩埋新月型激光器的基础上，提出了一种１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ大功率激光器结构－选择性质子轰击掩埋新月型激光器（ＳＰＢ－ＢＣ）．文中对其制作过程及特性进行了详细的描述和测量．它的最低阈值电流小于１０ｍＡ，对于ｎ－ＩｎＰ衬底，它的最大输出功率为６５ｍＷ，ｐ－ＩｎＰ衬底，最大输出功率为８０ｍＷ．在重复频率为２．１ＧＨｚ时，测得光脉冲的半宽度（ＦＷＨＭ）为１８ｐｓ．     

两次MOVPE生长的大功率InGaAs－GaAs－InGaP掩埋异质结应变量子阱激光器

本文给出了带有Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１ｉ包层的ＩｎＧａＡｓ－ＧａＡｓ应变量子阱激光器实验结果。镀有ＡＲ－ＨＲ膜、并有ｐ－ｎＩｎＧａＰ电流阻挡结的掩埋异质结激光器，在连续波（ＣＷ）和室温（ＲＴ）下，给出３．１ｍＡ的低阈值电流和９５ｍＷ的高功率输出。这是首次以两次ＭＯＶＰＥ方法生长制作的ＩｎＧａＡｓ－ＧａＡｓ－ＩｎＧａＰ掩埋异质结激光器。     

InGaAs／InGaAsP分别限制应变量子阱激光器的研制及其特性研究

报道了利用ＬＰ－ＭＯＶＰＥ技术生长高质量的ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ分别限制应变量子阱激光器结构材料、激光器制作和结果．宽而激光器实现了室温脉冲受激发射．激射波长为１．４９μｍ，在腔长为２０００μｍ时，最低阈值电流密度为０．３０ｋＡｃｍ－２．最大脉冲光输出峰值功率达５００ｍＷ以上．同时，从理论和实验上研究了阙值电流及阙值电流密度随激光器腔长的变化关系，并与ＬＰ－ＭＯＶＰＥ生长制作的宽面双异质结构激光器进行了比较．     

1.3μm低阈值InGaAsP/InP应变补偿MQW激光器的LP-MOCVD生长

报道了用低压金属有机物化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）方法外延生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变补偿多量子阱结构。用此材料制备的掩埋异质结（ＢＨ）条形结构多量子阱激光器具有极低阈值电流４～６ｍＡ。２０～４０℃时特征温度Ｔ０高达６７Ｋ，室温下外量子效率为０．３ｍＷ／ｍＡ。     

量子阱无序的窗口结构InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器

对ＳｉＯ２薄膜在快速热退火条件下引起的空位诱导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱无序和ＳｒＦ２薄膜抑制其量子阱无序的方法进行了实验研究。并将这两种技术的结合（称为选择区域量子阱无序技术）应用于脊形波导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器，研制出具有无吸收镜面的窗口结构脊形波导量子阱激光器。该结构３μｍ条宽激光器的最大输出功率为３４０ｍＷ，和没有窗口的同样结构的量子阱激光器相比，最大输出功率提高了３６％。在１００ｍＷ输出功率下，发射光谱中心波长为９７８ｎｍ，光谱半宽为１．２ｎｍ。平行和垂直方向远场发散角分别为７．２°和３０°     

连续输出62．5mW的LD泵浦Nd：YAG微片激光器

实现了ＬＤ泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ微片激光器的室温运转，当泵浦功率为３４０ｍＷ时，１．０６μｍ激光的ＣＷ输出功率为６２．５ｍＷ，总的光－光效率为１８％。本文简述了实验装置、结果，研究了微片激光器的一些输出特性。     

GaInNAs/GaAs量子阱激光器的发展与未来

ＧａＩｎＮＡｓ是一种直接带隙半导体材料,在长彼长（１．３０和 １．５５μｍ）光通信系统 中具有广阔的应用前景．通过调节 Ｉｎ和 Ｎ的组分,既可获得应变 ＧａＩｎＮＡｓ外延材料,也可制 备ＧａＩｎＮＡｓ与ＧａＡｓ匹配的异质结构,其波长覆盖范围为０．９－Ｎ２．０μｍ．ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓ 量子阱激光器的特征温度为 ２００ Ｋ,远大于现行 ＧａＩｎＮＡｓＰ／ＩｎＰ激光器的特征温度（Ｔ０＝５０ Ｋ）． ＧａＩｎＮＡｓ光电子器件的此优异特性,对于提高光纤通信系统的稳定性、可靠寿命具有特 别重要的意义．由于ＧａＩｎＮＡｓ和具有高反射率（高达９９％）ＡＩ（Ｇａ）Ａｓ／ＧａＡｓ的分布布拉格 反射镜（ＤＢＲ）可生长在同－ＧａＡｓ衬底上,因此它是长波长（１．３０和 １．５５ μｍ）垂直腔面 发射激光器（ＶＣＳＥＬ）的理想材料．垂直腔面发射激光器是光纤通信、互联网和光信号处理的 关键器件． ＧａＡｓ基的超高速集成电路（ＩＣ）已有相当成熟的工艺．如果 ＧａＩｎＮＡｓ－ＶＣＳＥＬ 与 ＧａＡｓ－ＩＣ相结合,将使光电集成电路（ＯＥＩＣ）开拓出崭新的局面．本文还报道我们课题 组研制高质量 ＧａＮＡｓ／ＧａＡｓ超晶格和大应变 ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子阱结构取     

低阈值1.3μmInGaAsP/InP应变补偿多量子阱DFB激光器LP┐MOCVD生长

本文报道了用低压－金属有机化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）方法制作１．３μｍ应变补偿多量子阱结构材料．Ｘ射线双晶衍射摇摆曲线可清晰地看到±４级卫星峰和卫星峰间的Ｐｅｎｄｅｌ－ｌｏｓｏｎｇ条纹．整个有源区的平均应变量几乎为零．用掩埋异质结（ＢＨ）条形工艺制备的含一级光栅的ＤＦＢ激光器室温下阈值电流２～４ｍＡ，外量子效率０．３３ｍＷ／ｍＡ，线性输出光功率达３０ｍＷ，边模抑制比（ＳＭＳＲ）大于３５ｄＢ．２０～４０℃下的特征温度Ｔ０为６７Ｋ．     

1.3μm波长InGaAsP／InP脊形波导激光器

本文介绍用一次液相外延制备五层结构的晶体材料及自对准的工艺方法研制成功的１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ脊形波导（ＲＷＧ）结构的激光器。用有源区向上的装架方式，在２５℃时，激光器最小连续波（ＣＷ）阈值电流为２３ｍＡ，且均匀性较好；最大单面光电转换效率为０．１８ｍＷ／ｍＡ；在６５℃的环境温度下其最大发射功率仍大于１０ｍＷ；用标准单模光纤耦合，２５℃下阈值电流为２０ｍＡ的入纤光功率大于１．５ｍＷ。     

2 μm波段InGaAsSb/AlGaAsSb宽条多量子阱激光器

报道了用ＭＢＥ生长的ＩｎＧａＡｓＳｂ／ＡｌＧａＡｓＳｂ多量子阱材料做成的宽条激光二极管的性能。室温下以脉冲方式工作，实现了８３ｍＷ的峰值功率输出，阈值电流为２５０ｍＡ，典型峰值波长为２．００μｍ左右。     

三明治腔结构的Nd:YVO_4激光器

报道了一种三明治腔结构（Ｓａｎｄｗｉｃｈ－ｔｙｐｅｒｅｓｏｎａｔｏｒ）的ＮｄＹＶＯ４全固态激光器。用发射波长８０６ｎｍ的光纤耦合二极管激光器（ＬＤ）泵浦ＮｄＹＶＯ４晶体，泵浦光功率为７Ｗ时获得１．０６４μｍ连续波（ＣＷ）ＴＥＭ００模最大输出功率为３．７Ｗ，光学斜效率为６２％；将ＫＴＰ放入腔内倍频，当泵光为５．６Ｗ时，获得ＣＷ绿光输出６２０ｍＷ。光－光转换效率达１１％。     

157W准连续AlGaAs/GaAs激光二极管线列阵

通过优化设计量子阱结构和列阵结构,减小腔面光功率密度,避免器件腔面灾变损伤,得到１ｃｍＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ激光二极管线列阵,在热沉温度２１℃,脉冲宽度２００μｓ,重复频率１００Ｈｚ时,输出峰值功率达１５７Ｗ．     

InGaAsP多量子阱微盘激光器

采用湿法化学腐蚀在气洙ＭＢＥＩｎＧａＡｓＰ多量子阱材料上制作了微盘型激光器，直径８μｍ的微盘激光器表现出很好的单模激射特性，阈值泵浦功率为１７０μＷ，激射线宽为１．５ｎｍ．以微腔激光器的宽激射线宽作了初步分析。     

高功率增强量子串级激光器的应用

在１９９８年２月中旬举行的美国科学促进联合会年会上，贝尔实验室朗讯技术公司的Ｆ．Ｃａｐａｓｓｏ介绍了在用一波长区发射功率比其它类型功率强２００倍的量子串级激光器。这种在８．２μｍ波长发射的量子串级激光器在室温运转时产生高达１８０ｍＷ的光功率（见图）。...     

高功率1.31μmAlGaInAs应变多量子阱DFB激光器

采用金属有机化学汽相淀积工艺和脊型波导结构,同１．３１μｍＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ应变多量子阱分布反馈激光器高功率输出。在２５℃时,管芯最大输出功率超过５０ｍＷ,阈值电流范围在１３－２０ｍＡ之间,发光面斜效率高于０．４５ｍＷ／ｍＡ,边模抑制比超过３５ｄＢ,室温中值寿命大于３＊１０＾５小时。