耦合波导结构量子阱激光器的理论设计与分析

报道了一种具有垂直集成无源波导的耦合波导结构量子阱激光器的理论设计，它可以使垂直结平面方向的远场光束发散角得到有效的降低。通过数值计算分析，详细研究了结构参数对远场及阈值电流密度等的影响。结果表明，只需增加较小的阈值电流密度，即可使远场光束得到较大改善。经优化设计，可获得发散角为２１°的９８０ｎｍＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器结构。     

InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

优化设计了既能实现较小垂直方向远场发散角,又能降低腔面光功率密度的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变层量子阱激光器,并计算了该结构激光器实现基横模工作的脊形波导结构参数。利用分子束外延生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器材料并研制出基横模输出功率大于１４０ｍＷ,激射波长为９８０ｎｍ的脊形波导应变量子阱激光器,其微分量子效率为０．８Ｗ／Ａ,垂直和平行结平面方向远场发散角分别为２８°和６．８°     

由选择腐蚀和选择氧化法相结合研制的GaAs／AlGaAs垂直腔面发射激光器

本文报道了由选择氧化和选择腐蚀法相结合研制的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ垂直腔面发射半导体激光器，ＤＢＲ中的ＡｌＡＳ经选择氧化后形成的氧化层作为有源区的横向电流限制层，器件的最低阈值电流为３．８ｍＡ，输出功率大于１ｍＷ，发散角小于７．８°，高频测量脉冲上升沿达１００ｐｓ，并制成了２×３列阵器件。     

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°     

低阈值基横模脊形波导GaAs／AlGaAs单量子阱激光器

本文报道了脊形波导结构ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器的研究成果．我们采用湿法化学腐蚀方法，通过对器件结构参数的优化，制备了性能优越的脊形波导ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器，器件的阈值电流低于１０ｍＡ，最低值为７．３ｍＡ，而且实现了基横模工作，这是国内报道的该结构激光器的最好水平．     

小发散角量子阱激光器研究

使用三层平板波导理论分析了半导体量子阱激光器远场分布。针对大功率激光器讨论了极窄和模式扩展波导结构方法减小垂直方向远场发散角,得到了极窄波导结构量子阱激光器远场分布的简化模型,获得了垂直发散角的理论值,垂直方向远场发散角减小为28.6°;使用传输矩阵方法模拟了模式扩展波导结构量子阱激光器的近场光斑及远场分布,垂直方向远场发散角减小为16°。实验测试了极窄和模式扩展波导结构量子阱激光器的垂直发散角,理论结果与实验测试获得的发散角基本一致,实现了降低发散角的要求,获得了小发散角量子阱激光器。     

非对称大光腔GaAlAs／GaAs激光器分析与实验

本文分析了非对称大光腔结构在提高ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ激光器输出光功率方面的优越性。计算了为获得最大功率和基模工作所应选用的有关参数。在上述分析的基础上，研制了非对称大光腔（Ａ－ＬＯＣ）ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ激光器，其未涂覆输出光功率达８５ｍＷ以上，这一结果与理论计算基本符合。     

用于氦原子泵浦的1080nm半导体激光器

ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ 应变量子结构半导体激光器有其特有的波长输出范围,介绍了１ ０８０ ｎｍ ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ 应变量子阱激光器的结构、典型的特性参数及其用途。     

室温连续的新结构垂直腔面发射半导体激光器

本文报道了室温连续激射的ＧａＡｓ／ＧａＡＩＡＳ新结构垂直腔面发射半导体激光器的最新研究结果．该器件结构是采用钨丝掩膜四次质子轰击方法制备的，这种方法是目前报道的垂直腔面发射激光器制作工艺中最简单的．对于直径１５μｍ的钨丝，器件的最低阈值电流为１７ｍＡ，最大光输出功率达４ｍＷ，微分量子效率高达６５％．     

MOCVD生长大功率单量子阱激光器

本文介绍了ＭＯＣＶＤ生长的高质量ＧａＡｓ和ＡｌＡｓ材料以及（Ａｌ）ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ分别限制单量于阱激光器．ＧａＡｓ材料的７７Ｋ迁移率为１２２，７００ｃｍ２／（Ｖ·ｓ），ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ具有均匀陡变的界面．激光器的最大光输出功率为４Ｗ，平均光功率密度达４ＭＷ／ｃｍ２，斜率效率为１．２Ｗ／Ａ，在１Ｗ恒功老化４０００小时电流增加小于１０％，预计寿命可超过两万小时．     

小发散角高功率半导体激光器研究

在量子阱半导体激光器中,量子尺寸引起的衍射效应使半导体激光器的光束质量很差。分别限制结构的垂直结平面发散角在40°左右,使得光束整形系统比较复杂,限制了半导体激光器的直接应用。为解决这一问题,提出了降低垂直结平面发散角的要求。回顾了小发散角半导体激光器的技术发展及应用,对具有小发散角的模式扩展波导结构进行了理论模拟和实验验证,获得了优化的结构。采用MOCVD外延技术生长了外延片,制作了高峰值功率脉冲激光器,获得了快轴发散角小于25,°峰值功率大于80W的半导体激光器,在激光引信应用中获得良好效果。     

InGaAs／InP分别限制量子阱激光器的阱数优化设计和实验制备

根据对ＩｎＧａＡｓＰ－ＩｎＰ分别限制量子阱激光器结构的注入效率的分析和利用Ｘ射线衍射结ＩｎＧａＡｓＰ－ＩｎＰ２０个周期的多量子阱结构异质界面的研究，设计，制备了４个阱的ＩｎＧａＡｓＰ－ＩｎＰ分别限制量子阱激光器结构，利用质子轰击制得条形激光器，阈值电流为１００ｍＡ，直流室温连续工作，单面输出外微分子效率为３６％。     

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     

电导数测试用于大功率半导体激光器的快速筛选

对氧化物条型ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ大功率量子阱激光器的电导数曲线及其参数与器件可靠性之间的相关性进行了讨论,指出ｍ,ｈ,ｂ参数可以评价器件质量和可靠性。实验结果表明电导数测试是大功率半导体激光器快速筛选的新方法。     

MBE生长InGaAs／GaAs应变层单量子阱激光器结构材料的研究

采用ＶａｒｉａｎＧｅｎⅡＭＢＥ生长系统研究了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阶（ＳＳＱＷ）激光器结构材料。通过ＭＢＥ生长实验，探索了Ｉｎ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）ｔＡｓ／ＧａＡｓＳＳＱＷ激光器发射波长（λ）与Ｉｎ组分（ｘ）和阱宽（Ｌ＿ｚ）的关系，并与理论计算作了比较，两者符合得很好。还研究了材料生长参数对器件性能的影响，主要包括：Ⅴ／Ⅲ束流比，量子阱结构的生长温度Ｔ＿ｇ（ＱＷ），生长速率和掺杂浓度对激光器波长、阈值电流密度、微分量子效率和器件串联电阻的影响。以此为基础，通过优化器件结构和ＭＢＥ生长条件，获得了性能优异的Ｉｎ＿（０．２）Ｇａ＿（０．８）Ａｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阱激光器：其次长为９６３ｎｍ，阈值电流密度为１３５Ａ／ｃｍ￣２，微分量子效率为３５．１％。     

MBE生长温度对InGaAs／GaAs应变单量子阱激光器性能的影响

采用分子束外延（ＭＢＥ）技术，研制生长了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变单量子阱激光器材料，并研究了生长温度及界面停顿生长对激光器性能的影响。结果表明，较高的ＩｎＧａＡｓ生长温度和尽可能短的生长停顿时间，将有利于降低激光器的阈值电流。所外延的激光器材料在２５０μｍ×５００μｍ宽接触、脉冲工作方式下测量的阈电流密度的典型值为１６０ｍＡ／ｃｍ２。用湿法腐蚀制作的４μｍ条宽的脊型波导激光器，阈值电流为１６ｎＡ，外微分量子效率为０４ｍＷ／ｍＡ，激射波长为９７６±２ｎｍ，线性输出功率为１００ｍＷ。     

一个检测半导体激光器质量的有效方法

对一百支ＰＢＣ结构的ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ激光器的检测表明，通过变温的电导数及热阻测试给出的参数及参数随温度的变化可对半导体激光器有效地进行质量评价和可靠性筛选．     

MOCVD生长碳掺杂GaAs/AlGaAs大功率半导体激光器

利用低压金属有机金属化合物气相沉积方法,以液态ＣＣｌ,为掺杂源生长了高质量Ｃ掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ材料,并对生长机理、材料特性以及Ｃ掺杂对大功率半导体激光器的影响进行了分析。在材料研究的基础上生长了以Ｃ为Ｐ型掺杂剂的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ应变量子阱半导体激光器结构,置备了高性能９８０ｎｍ大功率半导体激光器。     

303二极管端泵浦Nd：YAG连续激光器

３０３二极管端泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ连续激光器陈津燕，杨森林，杨成龙，唐淳，邵英斌（中国工程物理研究院流体物理研究所，成都６１０００３）我们采用中科院半导体所试制的激光二极管作泵浦源。线阵长８０μｍ，其水平和垂直发散角分别为１０°和３５°，控制激光管散热器...     

900nm窄发散角量子阱激光器

使用传输矩阵方法模拟光场特性,设计了带有模式扩展层的900 nm窄发散角量子阱激光器(LD),利用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术生长了器件.垂直方向远场发散角由常规结构LD的35°减小为20°,且阈值电流和光限制因子都没有明显变化.