窄条AlGaAs激光器自脉动的研究及结构设计

阐述了窄条A1GaAs激光器自脉动现象产生的机理和条件,利用激光器的自脉动可以进行全光3R时钟提取,并研究改变激光器的结构参数对自脉动现象的影响规律。重点提出了一种在窄条AlGaAs激光器中加入量子阱结构的方法,通过仿真实验表明,该种含量子阱结构的窄条AlGaAs激光器能够提高输出光脉冲的频率和功率,减少输出光脉冲散光特性。     

全光3R中的窄条AlGaAs激光器自脉动研究

分析了利用窄条AlGaAs激光器的自持脉动来进行3R时钟恢复的原理,着重阐述F—P腔半导体激光器自持脉动产生的机理和条件,同时研究窄条AlGaAs激光器的结构参数对自持脉动的影响．在此基础上讨论了改变自脉动频率和提高输出光脉冲功率的方法．最后提出了通过采用一种不规则窄条结构来提高激光器的输出光脉冲频率的方法,并使用仿真程序进行了仿真实验．结果表明,采用该结构可以比在同样条件下采用规则窄条结构获得更高频率的输出光脉冲．     

窄条AlGaAs激光器自脉动现象研究

阐述了窄条AlGaAs激光器自脉动现象的产生机理和条件,分析了改变激光器的结构参数对自脉动现象的影响规律。提出了一种在窄条AlGaAs激光器中加入量子阱结构来提高窄条AlGaAs激光器的输出光脉冲频率和功率,减少输出光脉冲散光特性的方法。     

新型自脉动多段式分布反馈激光器的理论分析

提出一种新型可产生稳定自脉动光脉冲的多段式分布反馈(MS-DFB)半导体激光器结构,其特点在于各DFB段采用了不同的脊波导宽度.为了对变脊波导宽度MS-DFB激光器的工作特性进行理论分析,利用时域有限差分(FDTD)方法对大信号模型进行了求解.数值计算结果表明,当前、后DFB段脊波导宽度分别为1.5μm和3.0 μm而其他结构参数相同的情况下,MS-DFB激光器可以产生频率为195 GHz的稳定自脉动光脉冲.     

InGaAs／AlGaAs单量子阱激光器低阈值激射

研制了InGaAs/AlGaAs SQW激光器,对其工作特性如阈值电流密度、激射波长、特征温度、远场分布等进行了研究. 用MOCVD方法生长制备了InGaAs/AlGaAs分别限制单量子阱结构材料,得出其各层组分和能带分布.首先在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层和AlGaAs波导层,然后生长窄能带的AlGaAs量子阱势垒层,再继续生长InGaAs量子阱有源区.其后继续生长AlGaAs势垒层、高Al组分AlGaAs波导层和GaAs高掺杂欧姆接触层.我们发现在低温范围里(160 K～220 K)阈值电流密度随温度升高而减小,与普通量子阱激光器正相反,表现出负的特征温度.随着温度进一步提高,阈值电流密度表现出指数式增大.300 K下腔长2000 μm的激光器最低的阈值电流密度约为200 A/cm2.(OD7)     

分子束外延GaAs/AlGaAs材料及应用

利用国产MBE设备,我们研制了多种多用途的GaAs/AlGaAs器件结构材料,并制作出GaAs/AlGaAs量子阱激光器、GaAs/GaAlAs自电光效应器件(SEED)、GaAs/AlGaAs HEMT等多种器件。     

808 nm高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远结激光器

设计并研制了一种将p-n结和有源层分开的高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远异质结(SQW-RJH)激光器,其发射波长为808 nm,腔长为900 μm,条宽为100μm.其外延结构与通常的808 nm AlGaAs/GaAs单量子阱半导体激光器的结构不同,在p-n结和有源区间多了一层0.3μm厚的p型Al0.3Ga0.7As下波导层.对研制的器件进行了电导数测试,结果显示,与常规AlGaAs/GaAs大功率半导体激光器相比,远结半导体激光器具有阚值电流偏大、导通电压偏高的直流特性.经4 200h的恒流电老化结果表明,器件在老化初期表现出阈值电流随老化时间缓慢下降,输出功率随老化时间缓慢上升的远结特性.     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器自脉动动力学

利用步进扫描时间分辨傅里叶变换红外光谱,研究了波长9.76μm GaAs/AlGaAs量子级联激光器的准连续波激射谱.在驱动电流周期内,时间上堆叠的发射谱能够观察到明显的光强自脉动现象.有源区中的自加热积累大大影响了电子的驰豫和输运性质.热引起的在注入区较高子能级中占据的载流子由于这些子能级与下一注入区的连续态形成共振条件而泄露,而耦合阱有源区中第四子能级的存在加快了这个过程.周期性破坏和恢复的共振条件所引起的载流子泄露在很大程度上导致了时域堆叠光谱的自脉动.     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器自脉动动力学

利用步进扫描时间分辨傅里叶变换红外光谱,研究了波长9.76μm GaAs/AlGaAs量子级联激光器的准连续波激射谱.在驱动电流周期内,时间上堆叠的发射谱能够观察到明显的光强自脉动现象.有源区中的自加热积累大大影响了电子的驰豫和输运性质.热引起的在注入区较高子能级中占据的载流子由于这些子能级与下一注入区的连续态形成共振条件而泄露,而耦合阱有源区中第四子能级的存在加快了这个过程.周期性破坏和恢复的共振条件所引起的载流子泄露在很大程度上导致了时域堆叠光谱的自脉动.     

混合光栅型的三段式自脉动DFB激光器

制作了1.55μm InGaAsP-InP三段式混合光栅型DFB激光器.观察到了20GHz左右的自脉动信号.讨论了自脉动的产生机制,并且对调相区所起的作用进行了研究.     

混合光栅型的三段式自脉动DFB激光器

制作了1.55μm InGaAsP-InP三段式混合光栅型DFB激光器.观察到了20GHz左右的自脉动信号.讨论了自脉动的产生机制,并且对调相区所起的作用进行了研究.     

氧化限制的热波导窄条型大光腔(LOC)激光器

本文描述了氧化限制窄条型AlGaAs-LOC激光器的特性与常规窄条型双异质结(DH)激光器的比较,LOC型呈现出更窄的近场和远场分布,较高的散光,高的微分量子效率以及能承受高脉冲的影响。这些现象可以用热波导的形成来解释。窄条型LOC和通常的窄条型DH激光器的特性非常相似,我们认为,在确定退化的半导体激光器的特性中,热波导效应是一个重要的因素。     

AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱增益特性研究

采用Shu Lien Chuang方法计算了AlInGaAs/AlGaAs应变引起价带中重、轻空穴能量变化曲线,在Harrison模型的基础上详细地计算了AlInGaAs/AlGaAs和GaAs/AlGaAs量子阱电子、空穴子能级分布并且进一步研究了这两种材料在不同注入条件下的线性光增益.进一步计算比较可以得出AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱光增益特性要优于GaAs/AlGaAs非应变量子阱增益特性,因此AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱半导体材料应用于半导体激光器比传统GaAs/AlGaAs材料更具优势.     

波长为680nm的室温CW工作的AlGaAs DH激光器

680—700nm波长范围的AlGaAs DH激光器实现了室温CW工作。为了获得这种激光器,我们研制成了一种新型结构,即无应力V形沟道衬底内部条型(SF-VSIS)激光器。这类激光器具有低的阈值电流(45～120mA),并以基横模和单纵模CW工作。1).阈值电流与波长的关系业已表明由于直接跃迁导带与间接跃迁导带的极小值之间的差值较小,波长小于700nm CW工作的AlGaAs DH激光器,其阈值电流(I_(th))就急剧增加,所以要制作这种波长的激光器是很困难的。事实上,AlGaAs     

迅速发展的LCVD技术

超低阈值电流的InGaAs激光二极管记录的低阈值电流—在原解理面InGaAs/AlGaAs激光器中为1mA,在镀高反射膜InGaAs/AlGaAs激光器中脉冲电流为0.25mA—在单量子阱结构中已经获得。     

GaAs/AlGaAs环形激光器的量子阱结构优化

为了研究量子阱结构对半导体环形激光器阈值电流的影响,从F-P腔激光器的振荡条件出发,分析了半导体环形激光器的阈值电流密度与量子阱结构参量的函数关系,并推导出最佳量子阱数的表达式。利用器件仿真软件ATLAS建立环形激光器的等效模型,仿真、分析了不同工作温度下,量子阱数、阱厚及势垒厚度对阈值电流的影响。结果表明,阈值电流随量子阱数和阱厚的增加先减小后增大,存在一组最佳值;在确定合适的量子阱数和阱厚后,相对较窄的势垒厚度有助于进一步降低阈值电流;采用GaAs/AlGaAs材料体系和器件结构,其最佳量子阱结构参量为M=3,dw=20nm及db=10nm。     

InGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器的可靠性

利用分子束外延方法研制的ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器外延材料制备了窄条型脊型波导结构量子阱激光器件．通过对其５０℃高温加速老化,检测了器件的可靠性,并对器件中存在的三种典型退化行为,即快速退化、慢退化和端面光学灾变损伤进行了分析与研究．     

半导体激光器中电场分布特性的连续波电光检测

利用连续波电光检测法首次成功地对AlGaAs/GaAs半导体激光器中的电场分布进行了测量.测量结果直接表征了器件注入电流扩展和载流子限制特性. 本文简要地描述了方法的原理和实验装置,给出了典型的测量结果并对其进行了讨论.     

MOCVD工艺生长的可见光窄条激光器的可靠性和均匀性

我们首次报导了MOCVD生长的质子轰击隔离窄条结构可见光激光器系统的寿命试验结果。在大面积衬底(直径50mm)上生长了(Al_xGa_(1-x))As有源层(x=0.13)和限制层(x=0.43)常规DH站构。该激光器具有“自校准质子隔离窄条”结构。在条宽和质子注入深度上,该结构是最佳化,即掩膜宽5μm,在有源层上方0.5μm。对于一个由31块芯片组成的、腔长220μm的条形试验样品(样品长13mm)来说,其CW阈值电流约53mA,其标准偏差低达1.4%(图1)。其均匀性堪与在这类激光器中已获得的最佳结果相比。激射波长为     

680nm(AlGaAs)_m (GaAs)_n低阈值室温连续超晶格量子阱激光器

可见光激光器在光学唱机和激光束印刷业中是非常重要的光源。为此发展的波长为600nm 范围的器件,已经进行了许多偿试。目前,AlGaAs、InGaAsP 和AlGaInP 双异质结(DH)激光器以及 AlGaAs 和 AlGaInP