1.3μm自组织InGaAs/InAs/GaAs量子点激光器分子束外延生长

报道了分子束外延生长的1.3μm多层InGaAs/InAs/GaAs自组织量子点及其室温连续激射激光器.室温带边发射峰的半高宽小于35meV,表明量子点大小比较均匀.原子力显微镜图像显示,量子点密度可以控制在(1～7)×1010cm-2范围之内,而面密度处于4×1010cm-2时有良好的光致发光谱性能.含有三到五层1. 3μm量子点的激光器成功实现了室温连续激射.     

1.3μm InGaAs/InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dot Laser Diode Grown by Molecular Beam Epitaxy

报道了分子束外延生长的1.3μm多层InGaAs/InAs/GaAs自组织量子点及其室温连续激射激光器. 室温带边发射峰的半高宽小于35meV，表明量子点大小比较均匀. 原子力显微镜图像显示，量子点密度可以控制在(1～7)E10cm-2范围之内，而面密度处于4E10cm-2时有良好的光致发光谱性能. 含有三到五层1.3μm量子点的激光器成功实现了室温连续激射.     

气源分子束外延生长的InAs/InP(100)量子点激光器

利用气源分子束外延(GSMBE)技术,在InP(100)衬底上生长InAs量子点激光器.有源区包含5层InAs量子点,每层量子点的平均尺寸是2.9 nm和76 nm,面密度在1010 cm-2左右,势垒层为InGaAsP.室温下量子点的光致发光中心波长在1.55 μm,发光峰半高宽为108 imeV.通过化学湿法腐蚀制备双沟道8μm宽脊条激光器,在20℃连续波工作模式下,腔长为0.7 mm的激光器的阈值电流为143 mA(2.5 kA/cm2),器件的激射中心波长在1.55 μm.由于量子点尺寸的非均匀性,在大电流注入,激光器的激射谱展宽.器件单端面最大输出功率为27 mW,功率斜率效率为130 mW/A.     

InAs/GaAs多层堆垛量子点激光器的激射特性

利用固态源分子束外延技术，按S-K模式生长出五层堆垛InAs/GaAs量子点（QD）微结构材料. 用这种QD材料制成的激光器，内光学损耗为2.1cm-1，透明电流密度为15±10 A/cm2. 对于条宽100μm，腔长2.4mm的激光器（腔面未经镀膜处理），室温下基态激射的波长为108μm，阈值电流密度为144A/cm2，连续波光功率输出达2.67W（双面），外量子效率为63%，特征温度为320K. 研究了QD激光器翟激射特性，并对结果作了讨论.     

应变补偿InGaAs/InAlAs量子级联激光器

利用应变补偿的方法研制出激射波长λ≈3.5—3.7μm的量子级联激光器.条宽20μm,腔长1.6mm的InxGa1-xAs/InyAl1-yAs量子级联激光器已实现室温准连续激射.在最大输出功率处的准连续激射可持续30min以上.     

应变补偿InGaAs/InAlAs量子级联激光器

利用应变补偿的方法研制出激射波长 λ≈ 3.5— 3.7μm的量子级联激光器 .条宽 2 0 μm,腔长 1 .6mm的 Inx Ga1- x As/Iny Al1- y As量子级联激光器已实现室温准连续激射 .在最大输出功率处的准连续激射可持续 30 min以上 .     

InAs/GaAs多层堆垛量子点激光器的激射特性

利用固态源分子束外延技术,按S-K模式生长出五层堆垛InAs/GaAs量子点(QD)微结构材料.用这种QD材料制成的激光器,内光学损耗为2.1cm-1,透明电流密度为15士10 A/cm2.对于条宽100μm,腔长2.4mm的激光器(腔面未经镀膜处理),室温下基态激射的波长为1.08μm,阈值电流密度为144A/cm2,连续波光功率输出达2.67W(双面),外量子效率为63%,特征温度为320K.研究了QD激光器翟激射特性,并对结果作了讨论.     

InAs/GaAs多层堆垛量子点激光器的激射特性

利用固态源分子束外延技术,按S-K模式生长出五层堆垛InAs/GaAs量子点(QD)微结构材料.用这种QD材料制成的激光器,内光学损耗为2.1cm-1,透明电流密度为15士10 A/cm2.对于条宽100μm,腔长2.4mm的激光器(腔面未经镀膜处理),室温下基态激射的波长为1.08μm,阈值电流密度为144A/cm2,连续波光功率输出达2.67W(双面),外量子效率为63%,特征温度为320K.研究了QD激光器翟激射特性,并对结果作了讨论.     

大功率In(Ga)As/GaAs量子点激光器

利用分子束外延技术和 S- K生长模式 ,系统研究了 In As/Ga As材料体系应变自组装量子点的形成和演化 .研制出激射波长λ≈ 960 nm,条宽 1 0 0μm,腔长 80 0μm的 In( Ga) As/Ga As量子点激光器 :室温连续输出功率大于 3.5W,室温阈值电流密度 2 1 8A/cm2 ,0 .61 W室温连续工作寿命超过 3760小时     

大功率In(Ga)As/GaAs量子点激光器

利用分子束外延技术和S-K生长模式,系统研究了InAs/GaAs材料体系应变自组装量子点的形成和演化.研制出激射波长λ≈960nm,条宽100μm,腔长800μm的In(Ga)As/GaAs量子点激光器:室温连续输出功率大于3.5W,室温阈值电流密度218A/cm2,0.61W室温连续工作寿命超过3760小时.     

1.3μm GaAs基GaInNAs量子阱生长与激光器研制

报道了中国第一只1.30μm单量子阱边发射激光器的材料生长、器件制备及特性测试.通过优化分子束外延生长参数,调节In和N组分含量使GaInNAs量子阱的发光波长覆盖1.3μm范围.脊形波导条形结构单量子阱边发射激光器,实现了室温连续激射,激射波长为1.30μm,阈值电流密度为1kA/cm2,输出功率为30mW.     

室温连续激射1.59μm GaInNAsSb量子阱激光器

研究了原位和非原位退火对分子束外延生长的GaInNAsSb/GaNAs/GaAs量子阱激光器的作用.通过快速热退火量子阱质量得到很大提高,这一方法还很少被应用于激光器的制作,特别是波长在1.55μm波段的激光器.生长量子阱时采用的生长速率、Sb诱导等,将量子阱激光器发光波长拓展到1.59μm,并制作了脊型波导FP腔GaInNAsSb单阱激光器,成功实现了室温连续激射,激射波长达到1.59μm,阈值电流为2.6kA/cm2.     

室温连续激射1.59μm GaInNAsSb量子阱激光器

研究了原位和非原位退火对分子束外延生长的GaInNAsSb/GaNAs/GaAs量子阱激光器的作用.通过快速热退火量子阱质量得到很大提高,这一方法还很少被应用于激光器的制作,特别是波长在1.55μm波段的激光器.生长量子阱时采用的生长速率、Sb诱导等,将量子阱激光器发光波长拓展到1.59μm,并制作了脊型波导FP腔GaInNAsSb单阱激光器,成功实现了室温连续激射,激射波长达到1.59μm,阈值电流为2.6kA/cm2.     

大功率及高转换效率2.1μm GaInSb/AlGaAsSb量子阱激光器

报道了激射波长为2.1 m 的GaInSb/AlGaAsSb双量子阱激光器。通过优化外延结构设计和欧姆接触,无镀膜的宽条激光器达到了9.8%的峰值功率转换效率,这比原来的值提高了1.5倍,室温下得到了615 mW的连续激射功率输出和1.5 W的脉冲激射功率输出。这些激光器的阈值电流密度低至126 A/cm2,斜率效率高达0.3 W/A。通过测试不同腔长的激光器,测得内损耗和内量子效率分别为6 cm-1和75.5%,均比原有器件有很大提升。激光器在连续工作3 000 h后,功率没有明显下降。     

高温(T=80℃)连续激射的2μm InGaSb/AlGaAsSb量子阱激光器

研制了激射波长为2μm的InGaSb/AlGaAsSb应变量子阱激光器。室温连续工作时,电流为1.2A时,出光功率为82.2mW。激光器连续工作温度可高达80℃,出光功率为63.7mW。     

纳米半导体材料及其纳米器件研究进展

(接上期第21页)4.2.2量子点激光器 应变自组装量子点材料与量子点激光器的研制已成为近年来国际研究热点.应用这种技术已制备出量子点激光器,波长覆盖了近红外和红光波段.1992年Ueno等人报道了单层InGaAs/A1GaAs量子点结构,实现了室温激射,阈值电流密度(Jth)为950A/cm2;1994年俄德联合小组首先研制成功InAs/GaAs量子点材料;1996年Alferov等人研制成功有源区为三层结构 (垂直耦合)的量子点激光器,Jth为680A/cm2;同年Ledentsov等人[24]又报道了10层垂直耦合InGaAs/GaAs量子点结构激光器,室温Jth为90A/cm2;1997年Ustinov等人又报道了Jth低达60A/cm2的量子点激光器,其结果已接近当前最好的量子阱激光器的性能1996年量子点激光器室温连续输出功率达1W,阈值电流密度为290A/cm2,1998年达1.5W;1999年InAlAs/InAs量子点激光器283K温度下最大连续输出功率(双面)高达3.5W.     

InAs/InP量子点激光器制备工艺研究

报道了通过化学湿刻蚀制备窄脊条InAs/InP量子点激光器的方法。激光器脊条主要是由半导体材料InGaAs和InP构成,通过选择合适配比的H2SO4∶H2O2∶H2O和H3PO4∶HCl腐蚀溶液和InP的腐蚀方向,在室温下选择性地腐蚀了InGaAs和InP,获得了窄脊条宽为6μm的量子点激光器。此激光器能够在室温连续波模式下工作,激射波长在光纤通信重要窗口1.55μm,单面最大输出功率超过12mW。     

InGaAs/GaAs量子点类脊型激光器的激射特性

用MOCVD方法生长制备了多层InGaAs/GaAs量子点结构 ,并研制出量子点激光器。研究了多层量子点激光器阈值激射特性与量子点有源区结构之间的关系 ,结果表明激光器的阈值电流密度依赖于量子点的结构。通过采用多层量子点、对量子点层间进行耦合以及采用宽禁带AlGaAs作为量子点层势垒可以有效地降低激光器的阈值电流密度。获得了最低为 2 0A/cm2 的平均阈值电流密度。量子点激光器的激射波长也与有源区结构有关 ,随着量子点层数增加 ,激射峰向长波方向移动。     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器

利用分子束外延方法生长了激射波长约为9μm的GaAs/Al0.45Ga0.55As量子级联激光器.条宽35μm,腔长2mm的器件准连续激射温度最高达120K,81K下未经收集效率修正的峰值功率超过70mW.     

大功率GaInP/AlGaInP半导体激光器

制备了大功率实折射率GaInP/AlGaInP压应变分别限制量子阱激光器.所用外延材料在15°偏角的GaAs衬底上由有机金属气相外延一次外延生长得到.制备的激光器具有双沟脊波导结构,条宽和腔长分别为3和900μm,前后端面分别蒸镀5%的增透膜和95%的高反膜.分析了室温连续激射时激光器的光电输出性能.阈值电流的典型值为32mA,光学灾变阈值为88mW,功率为80mW时的工作电流为110mA,斜率效率为1W/A,串联电阻为3Ω.基横模光输出功率可达60mW,60mW时的平行结和垂直结的远场发散角分别为10°和32°,激射波长为658.4nm.器件的内损耗为4.1cm-1,内量子效率达80%,透明电流密度为648A/cm2.