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．     

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。     

用LPE研制的室温连续工作的1．48μm单量子阱激光器

利用液相外延（ＬＰＥ）技术研制出室温连续工作的ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ分别限制单量子阶（ＳＣＨ－ＳＱＷ）双沟平面掩埋（ＤＣ－ＰＢＨ）激光器。室温下，腔面未镀膜的激光器最低阈值电流为２３ｍＡ（激光器腔长为２００μｍ，ＣＷ，１３℃）。激射波长为１．４８μｍ，最高输出功率达１８．８ｍＷ（Ｌ＝２００μｍ．ＣＷ，１８℃）。脉冲输出峰值功率大于５０ｍＷ（脉冲宽度１μｓ、频率１ｋＨｚ），未见功率饱和。量子阱的阱宽为２０ｎｍ［１］．     

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．     

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％。     

GaAs／GaAlAs中红外量子阱探测器和双色量子阱红外探测器

本文报道我们在国内率先研制的ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ中红外（３～５μｍ）量子阱探测器和双色量子阱红外探测器的制备和性能．ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ中红外量子阱探测器是光伏型，探测峰值波长为５．３μｍ，８５Ｋ下的５００Ｋ黑体探测率为３e９ｃｍ·Ｈｚ１／２／Ｗ，峰值探测率达到５×１０１１ｃｍ·Ｈｚ１／２／Ｗ，阻抗为５０ＭΩ．ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ双色量子阱红外探测器是偏压控制型的两端器件，在零偏压下该探测器仅在３～５μｍ波段有响应，响应峰值波长为５．３μｍ，８５Ｋ温度下５００Ｋ黑体探测率为３e９ｃｍ     

3～5.3μmIn_xGa_(1-x)As/Al_yGa_(1-y)As/Al_zGa_(1-z)As非对称台阶量子阱红外探测器

本文报道我们率先研制出的３～５．３μｍＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＡｌｙＧａ１－ｙＡｓ／ＡｌｚＧａ１－ｚＡｓ非对称台阶量子阱红外探测器的制备和性能．该探测器具有光伏特征，７７Ｋ温度、±７Ｖ外偏压下的５００Ｋ黑体探测率达到约１．０×１０１０ｃｍ·Ｈｚ１／２／Ｗ，并且，与１→２子带间跃迁相对应的光电流峰值响应波长可随外偏压在中红外（３～５．３μｍ）波段作适当调谐．运用平面波展开法，依据样品的阱、垒结构参数，计算了ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＡｌｙＧａ１－ｙＡｓ／ＡｌｚＧａ１－ｚＡｓ非对称台阶量子阱１→２子带间跃迁的Ｓｔａ     

低阈值0．98μm无铝应变量子阱InGaAs／InGaAsP／InGaP激光器

本文首次报道了在ＧａＡｓ衬底上采用新的双层ＩｎＧａＡｓＰ限制层和ＩｎＧａＰ光限制层工艺制作无铝应变云子阱Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ激光器。得到的宽条激光器的阈值电流密度低至５８Ａ／ｃｍ２，就作者所知，对用ＭＯＣＶＤ生长的０．９８μｍ激光器来说，该阈值电流密度是已有报道的最低值。     

MOCVD生长带有MQB的量子阱激光器材料

用ＭＯＣＶＤ生长发射波长为８０８ｎｍ的ＡＬＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子阱激光器材料。通过在激光器材料的波导中加入多量子势垒（ＭＱＢ）层，有效地限制电子在阱内的复合以及高能电子溢出阱外，从而降低了激光器的阈值电流，提高了它的特征温度。增加了ＭＱＢ后，器件的阈值电流密度Ｉ＿（ｔｈ）从原来的４００～６００Ａ／ｃｍ￣２下降到３００～４００Ａ／ｃｍ￣２，特征温度从１６０Ｋ提高到２１０Ｋ。     

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．