2~4 μm中红外锑化物半导体激光器研究进展（特邀）

2~4 μm波段是非常重要的红外大气窗口,工作在这个波段的激光器在气体检测,医疗美容和工业加工领域具有十分巨大的应用价值。锑化物半导体材料低维结构具有窄禁带直接跃迁发光的独特优势,是实现中红外波段半导体激光器的理想材料体系。近年来,国内外锑化物半导体激光器研究不断取得重要进展,先后实现了量子阱发光的波长拓展、大功率单管和阵列激光器的室温连续激射,也实现了多波段的单模激光器的室温连续工作。锑化物半导体低维材料组分复杂、界面钝化性质特殊,材料外延和工艺制备技术难度较大。文中从锑化物半导体激光器的基本原理出发,综述了国内外研究现状,介绍了锑化物材料低维结构激光器的设计方案、关键制备技术的主要进展,分析了今后该类激光器性能优化的重点研发方向等。     

动态单模半导体激光器

动态单模半导体激光器是当前的一个“热门”课题。它的研制成功和性能的进一步完善,将有力的促使光纤通信外差技术的发展。本文详细地系统地从理论和实践诸方面论述了有关内容。     

全息光刻制备LC-DFB及光栅刻蚀优化

成功制备出室温激射波长为2 μm的GaSb基侧向耦合分布反馈量子阱激光器.采用全息曝光及电感耦合等离子体刻蚀技术制备二阶布拉格光栅.优化了光栅制备的刻蚀条件,并获得室温2 μm单纵模激射.激光器输出光功率超过5 mW,最大边模抑制比达到24 dB.     

半导体激光器面面观

量子阱(QW)激光器 (1)QW激光器 随着金属有机物化学汽相淀积(MOCVD)技术的逐渐成熟和完善,QW激光器很快从实验室研制进入商用化。QW器件是指采用QW材料作为有源区的光电子器件,材料生长一般     

中红外可调谐量子级联激光器研究进展

量子级联激光器(QCL)是中红外波段重要的激光光源,其中,可调谐中红外量子级联激光器具有单纵模、频率可调谐的优点,成为目前研究的热点。可调谐中红外量子级联激光器主要通过分布反馈(DFB)光栅、分布布拉格反射(DBR)光栅、外腔衍射光栅等方法实现。本文介绍了中红外量子级联激光器的基本原理,分别归纳、总结了近年来DFB、DBR可调谐量子级联激光器以及外腔可调谐量子级联激光器的研究进展,讨论了各种可调谐方法的优缺点。最后,对可调谐量子级联激光器的发展趋势进行了展望。     

单模AlGaAs／GaAs脊形波导量子阱半导体激光器

本文报道用分子束外延设备研制梯度折射率分别限制式单量子阱AlGaAs/GaAs脊形波导半导体激光器。该激光器具有良好的性能,条宽5μm器件室温阈值电流23mA,线性连续输出单模激光功率大于15mW。     

半导体激光器的进展

文中概述了近年来国际上半导体激光器的发展趋势及各种不同的半导体激光器的具体技术指标。     

3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

3~4m波段中红外激光器在工业气体检测、医学医疗和自由空间光通信等诸多领域具有十分重要的应用。目前锑化物半导体带间级联激光器是实现中红外3~4 m波段的理想方案。带间级联激光器（Interband Cascade Laser,ICL）可以看做是通过电子和空穴复合产生光子的传统二极管激光器以及通过引入多个级联区来提高电子注入效率的子带间量子级联激光器（Quantum Cascade Laser,QCL）的融合。文中概要介绍了带间级联激光器的基本工作原理,阐述了国际上主要研究单位包括俄克拉荷马大学、美国海军实验室、德国伍兹堡大学等带间级联激光器的发展历史,介绍了国内单位包括中国科学院半导体所研制成功带间级联激光器的性能,分析了该类激光器设计制备技术难点和及性能进一步提升优化的技术方案。     

锑化铟单晶材料研究进展

锑化铟(InSb)材料因其特殊性质,是一种重要的中波红外探测、霍尔元件材料。本文总结了InSb材料的需求现状以及国内外主流InSb材料厂商的研究进展,重点介绍了中国电子科技集团公司第十一研究所在InSb材料方面的最新研究进展。最后,本文提出了InSb材料未来发展趋势。     

高工作温度锑化物红外探测器研究进展

随着材料制备和器件工艺技术的进步,制冷型红外探测器向着体积小、重量轻、低功耗、高性能和低成本的目标迈进。锑化物材料因其自身特殊的能带结构以及优异的光学性能,在低暗电流和高工作温度应用方面有巨大的发展潜力,可满足多种应用场景的需求。因此,开展高工作温度锑化物红外探测器的研究,具有非常重要的意义。本文综述了高工作温度锑化物红外探测器的发展状况,并对未来的发展趋势进行了展望。     

室温半导体红外光电探测器研究进展

室温工作将为光子型红外探测开辟更广泛的应用,系统整理和分析了从近红外到长波红外的III–V族及Ⅱ-Ⅵ族半导体探测器的室温性能,讨论不同材料体系和器件结构的室温暗电流机制。其中InAs/GaSb等二类超晶格的短周期带间级联结构以及HgCdTe抑制俄歇过程的方案在提升中长波红外室温探测性能方面都显示出了独特的优势。这些电子学结构的设计与近年来亚波长光子结构增强耦合、降低暗电流的新进展相结合,有望实现近室温工作的高灵敏红外探测。     

Spectral properties of a semiconductor laser coupled to a single mode fiber resonator

The effect of optical feedback from a single mode fiber resonator on the instantaneous frequency fluctuation spectrum and on the field fluctuation spectrum of an AlGaAs semiconductor laser is studied theoretically and experimentally. Single mode fiber resonators of different lengths and finesses are used for the experiments. The minimum linewidth conditions are given and it is shown that the linewidth reduction ratio increases with the fiber resonator selectivity. The limit for multistability operation depends on the resonator finesse. Theory and experiments are found to be in good agreement. Finally, the effect of resonator loaded semiconductor laser phase noise on BER performance in optical DPSK heterodyne systems is theoretically analyzed.     

一种内反射耦合的单纵模半导体激光器模型

提出了一种内反射耦合的单纵模半导体激光器模型。利用谐振放大器的原理计算了光谱特性。计算表明:如果选用适当腔长的激光器耦合,可以得到单纵模输出。     

外腔半导体激光器的单纵模机制

本文建立了一种外腔半导体激光器单纵模机制的模相互作用模型。由于引入四波混频耦合项,模相互作用的效应对次级模的影响是对称的,均使次级模受到增益抑制。     

二维半导体红外光电探测器研究进展（特邀）

红外探测在生物医疗、智慧城市、宇宙探索等前沿领域中有着重要的作用。近年来,以二维材料为代表的新型纳尺度半导体并以此形成的具有颠覆性意义的光电探测技术在探测灵敏度、极低暗电流、高工作温度等指标超越了传统薄膜器件的理论极限,是新一代红外光电探测技术有力竞争者之一。文中以局域场调控实现室温高性能光电探测为出发点,介绍了铁电局域场、层间内建电场、面内内建电场调控二维材料光电探测机理与器件实现方法;进一步,针对二维材料其尺寸效应引起的光利用率低或量子效率低的问题,提出了单边异质结和表面等离子激元增强结构的光电性能增强方法;最后列举了二维半导体材料在红外探测器领域的应用探索,展现了新型二维半导体红外探测器的应用潜力与前景,为新一代红外探测器技术提供了新方法和新思路。     

单模半导体激光器的相位噪声

一、前言 对半导体激光器的内在噪音如散粒噪音、模式噪音等已经作过很多研究。近年来随着采用大接收灵敏度检测器、使用光放大器和具有紧凑空间通道的多路复用技术以及自差、外差式光纤通讯系统等的进展,光纤通讯系统中使用的半导体激光器的内在相位噪音已成为上述技术的基本限制,因而对单模半导体激光器的相位噪音和光谱线型的理论研究和实验观测已为众争学者注目。 通常的激光理论并没有正确地讨论在室温下工作的单模半导体激光器的特性,首先对注入式半导体激光器线宽与光功率关系进行仔细测量后,发现在300K时,带宽⊿f比用通常激光理论计算的半导体激光器的带宽大50倍,但他们没有解释这种异常增宽的原因。     

Recent progress in semiconductor laser amplifiers

Recent progress in semiconductor laser amplifiers (SLAs), mainly GaInAsP traveling-wave semiconductor laser amplifiers (TWAs) for use in optical fiber transmission systems, is discussed. The status of antireflection coating on laser-diode facets which are indispensable for TWAs is discussed. Reported data on small-signal gain, signal-gain saturation, and noise are summarized and discussed in relation to active-layer parameters. Common amplification using SLAs for the amplification of various multiplexed signals, including interchannel crosstalk, is also described. A thick, short active-layer structure for a broadband high-output-power low-noise TWA with polarization-insensitive signal gain is proposed     

Characterization of semiconductor devices by infrared laser interferometry

The principles of characterization techniques for semiconductor devices based on infrared laser interferometry are reviewed. Transient optical signals due to plasma-and thermo-optical effects are studied by experiment and numerical modeling, providing information on carrier concentration and lattice temperature in the device. The applicability of the techniques is demonstrated on smart power devices, VDMOSFETs, IGBTs and on sub-micron technology MOS- and bipolar transistors.