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．     

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1cm AlGaAs/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。     

259W准连续无铝808nm激光二极管线列阵

通过优化张应变量子阱外延结构和设计线列阵双沟道深隔离槽腐蚀工艺,采用低压金属有机化学气相沉积法(LP-MOCVD)生长了GaAsP/GalnP/AlGaInP单量子阱分别限制异质结激光器材料,并利用该材料制备r填充因子为50%的lcm宽线列阵激光巴条,用扫描电子显微镜(SEM)分析了隔离槽的形貌.在准连续工作条件(200μs脉宽,2%占空比)下,封装在被动制冷标准铜热沉上的器件在测试设备允许的最大驱动电流300A时可获得259W的输出功率,未观察到腔面光学灾变性损伤的发生.最高功率转换效率在工作电流为104A时达52%,此时输出功率为100W,激射光谱的中心波长为807.8nm,半高宽为2.4nm,快慢轴远场发散角分别为29.3°和7.5°.     

259W准连续无铝808nm激光二极管线列阵

通过优化张应变量子阱外延结构和设计线列阵双沟道深隔离槽腐蚀工艺,采用低压金属有机化学气相沉积法（LP-MOCVD）生长了GaAsP/GaInP/AlGaInP单量子阱分别限制异质结激光器材料,并利用该材料制备了填充因子为50%的1cm宽线列阵激光巴条,用扫描电子显微镜（SEM）分析了隔离槽的形貌. 在准连续工作条件（200μs脉宽,2%占空比）下,封装在被动制冷标准铜热沉上的器件在测试设备允许的最大驱动电流300A时可获得259W的输出功率,未观察到腔面光学灾变性损伤的发生. 最高功率转换效率在工作电流为104A时达52%, 此时输出功率为100W,激射光谱的中心波长为807.8nm,半高宽为2.4nm,快慢轴远场发散角分别为29.3°和7.5°.     

大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导量子阱激光二极管

设计与制作了大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导激光二极管.器件的Al0.35Ga0.65As波导厚度提高到0.9μm,宽波导会引起高阶模的激射.为了抑制高阶模,Al0.55Ga0.45As限制层厚度降低到0.7μm,同时确保基横模的辐射损耗在0.2cm-1以下.采用MOCVD进行材料生长,得到了高性能的器件,100μm条形激光二极管的最大输出达10.2W.     

大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导量子阱激光二极管

设计与制作了大功率808nm AlGaAs/GaAs宽波导激光二极管.器件的Al0.35Ga0.65As波导厚度提高到0.9μm,宽波导会引起高阶模的激射.为了抑制高阶模,Al0.55Ga0.45As限制层厚度降低到0.7μm,同时确保基横模的辐射损耗在0.2cm-1以下.采用MOCVD进行材料生长,得到了高性能的器件,100μm条形激光二极管的最大输出达10.2W.     

激光二极管列阵抽运的高稳定Nd：YLF环形激光器

成功研制了一台激光二极管列阵(LDA)抽运的高稳定Nd:YLF环形激光器.用输出激光强度负反馈控制谐振腔的增益,建立了准连续的～100 μs宽预激光状态,然后在此预激光基础上调Q.由于预激光模式与谐振腔固有模式一致并且具有一定强度,调Q脉冲的建立时间和幅度都很稳定.实验结果为:输出调Q脉冲强度起伏不超过4.3%,时间抖动小于±4 ns.     

激光二极管列阵抽运Nd:YAG/LBO大功率蓝光激光器

报道了激光二极管列阵(LDA)端面抽运全固体腔内倍频大功率蓝光激光技术的研究。采用复合Nd：YAG晶体作为增益介质，并利用半导体致冷器(TEC)对激光晶体的温度进行精密控制。倍频晶体采用Ⅰ类临界相位匹配方式切割的LBO晶体。谐振腔为Ⅴ型结构。根据大功率抽运条件下激光晶体热透镜效应严重，且热透镜的焦距会随着抽运功率的增大逐渐变短的特点，计算出最大抽运功率条件下激光晶体的热透镜焦距，依据此数据来优化谐振腔结构，使激光器实现最佳模式匹配和倍频效率，得到高效蓝光激光输出。在可吸收抽运功率为18．5W时，473nm蓝光激光输出功率为1．38w，抽运光-倍频光的光-转换效率为7．5％。     

808nm高效率激光二极管

目前808nm高效率激光二极管产品的转换效率只有50%左右,还有很大的提升空间。通过提高欧姆接触层浓度、界面渐变和波导层掺杂等方面的外延材料结构优化,减小附加电压和电阻值,设计制作了808nm大光腔应变量子阱外延材料;并制作了200μm发光区标准单管,提取了材料内部参数,材料内损耗iα为0.67cm-1,内量子效率iη为0.88;将圆片解理成2mm腔长的巴条进行腔面镀膜,并烧结成标准单管,25℃下单管电光效率达到61.1%;将巴条烧结到微通道载体上,制作成标准微通道水冷单条阵列,水温15℃110A下输出光功率126.6W,电光转换效率62.77%。     

激光二极管线列阵与多模光纤列阵的光纤耦合

利用一段数值孔径(NA)较小的多模光纤作为一个低成本的微透镜,对激光二极管线列阵的大数值孔径方向准直,将激光二极管线列阵的输出光束耦合到多模光纤列阵中.激光二极管线列阵每个发光单元的光分别耦合到光纤列阵的单根光纤中.总的耦合效率和输出光功率分别为75%和15W.     

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.     

碳掺杂AlGaAs的MOCVD生长及808 nm大功率激光器

用 CCl4 作为掺杂剂 ,进行了掺碳 Al Ga As层的 LP-MOCVD生长 ,并对其掺杂特性进行了研究 ,分析了各生长参数对掺杂的影响 ;研制了碳掺杂 Al Ga As限制层 80 8nm大功率半导体激光器 ;激光器单面连续波输出功率大于 1 W,功率效率为 0 .7W/ A。     

高功率808 nm AlGaAs/GaAs基半导体激光器巴条的热耦合特征

利用红外热成像技术和有限元方法在实验和理论上研究了高功率808 nm半导体激光器巴条热耦合特征,给出了稳态和瞬态热分析,呈现了详细的激光器巴条热耦合轮廓.发现器件稳态温升随工作电流呈对数增加,热耦合也随之增加且主要发生在芯片级.另外,作者利用热阻并联模型解释了芯片级热时间常数随工作电流减小的现象.     

AlGaAs/GaAs多量子阱红外探测器暗电流特性

介绍了AlGaAs/GaAs多量子阱红外探测器(QWIP)暗电流与噪声的关系和降低暗电流的途径:基于湿法化学腐蚀工艺制作了300μm×300μm台面单元器件,并用变温液氦杜瓦测试系统在不同温度下对红外探测器暗电流进行了测试并分析.在温度小于40 K时,随着温度的改变暗电流没有明显的变化;当温度大于40 K时,暗电流随着温度的升高迅速变大,正、负偏压下QWIP暗电流具有不对称特性.     

基于DBR增强的850nm GaAs/AlGaAs单行载流子光电探测器

高速850 nm GaAs/AlGaAs面入射型单行载流子光电探测器(PD)是短距离光链路中的重要器件,面临着带宽和响应度之间的相互矛盾。报道了一种基于分布布拉格反射器(DBR)增强的GaAs/AlGaAs单行载流子光电探测器(UTC-PD)。DBR由20个周期的高/低Al组分的Al_xGa_1-xAs三元合金组成,可以在830～870 nm范围内形成大于0.9的反射。在AlGaAs DBR的增强下,将GaAs吸收层所需的厚度降低到1 040 nm,兼顾PD对光的吸收率和光生载流子的渡越时间。采用双台面、聚合物平面化、共面波导电极结构制作了UTC-PD器件。该器件在850 nm波长、-2 V偏压下具有19.26 GHz的-3 dB带宽和0.492 6 A/W的响应度。     

单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器

本文介绍了用分子束外延法制作的梯度折射率分别限制式单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器。该器件具有较低的阈值电流密度和单模运转特性,连续输出功率可达55mw。     

GaAs/AlGaAs量子阱的输运特性

本文研究了低迁移率GaAs/AlGaAs量子阱的散射机制。由电导测量和Shubnikov de-Haas振荡曲线分别得到输运散射时间τ_0和弛豫时间τ_q(量子散射时间)。在GaAs/AlGaAs量子阱中,τ_0≈τ_q;而在调制掺杂的异质结中,τ_0》τ_q。用量子阱、异质结中起支配作用的散射机构不同很好地解释了实验结果。本文还研究了弱磁场下量子阱的负磁阻效应,这是磁场抑制了电子局域态的结果。     

MOCVD生长GaAs/AlGaAs量子阱研究

利用常压MOCVD技术在较低生长速率下生长出多种GaAs/AlGaAs多量子阱结构材料,利用低温PL谱和TEM对材料结构进行了表征。所得势阱和势垒结构厚度均匀平整,最窄阱宽为1.8nm。本研究表明,低速率(γ≤0.5nm/s)连续生长工艺能够避免杂质在界面富集,优于间断生长工艺,且在掺si n~+-GaAs衬底上所得量子阱发光强度高于掺Cr SI-GaAs衬底上的结果。     

High temperature MOVPE growth of GaAs/AlGaAs device structures with tertiarybutylarsine

The performance characteristics of epitaxial structures suitable for optoelectronic and electronic devices were investigated. These were fabricated by MOVPE using tertiary-butylarsine, a non-hydride arsenic source. Minority carrier diffusion lengths of 5μm at 3 × 10¹⁸/cm³ and 2μm at 2 × 10¹⁹/cm³ were achieved inp-type GaAs. Recombination velocities at the GaAs/AlGaAs interface are reduced to 1 × 10³ cm/sec by processing under appropriate conditions. Electron mobilities of 4000 cm²/V-sec inn-type (2 × 10¹⁷/cm³) layers resulted in transconductances of 120 mS/mm in 1.5μm gate depletion mode MESFETs. The above values are comparable to those obtained with arsine in this work and others reported in the literature.     

9μm截止波长128×128 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列

报道了128×128 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列的设计和制作.采用金属有机化学气相淀积外延技术生长外延材料,并在GaAs集成电路工艺线上完成工艺制作.为得到器件参数,设计制作了台面尺寸为300μm×300μm的大面积测试器件;77K下2V偏压时暗电流密度为1.5×10-3A/cm2;80K工作温度下,器件峰值响应波长为8.4μm,截止波长为9μm,黑体探测率DB 为3.95×108(cm·Hz1/2)/W.将128×128元 AlGaAs/GaAs量子阱红外焦平面探测器阵列芯片与相关CMOS读出电路芯片倒装焊互连,在80K工作温度下实现了室温环境目标的红外热成像,盲元率小于1%.