InGaAsP/InP激光晶体管的基本特性

我们论证了一种具有半导体激光器和异质结双极晶体管两种功能的新型异质结器件,该器件可适用于高度多功能光电集成电路.它能控制激射功率和输出电流.已首次完成InGaAsP/InP横向电流注入激光器在室温上下、左右的连续(CW)工作.     

新型双波长激光器热学特性研究

制备了一种新型双波长和单波长隧道再生半导体激光器,测试了两种激光器在25~105℃温度范围内的P-I特性曲线,对比分析了两种激光器输出光功率、阈值电流、斜率效率随温度的变化。测试结果表明,新型双波长隧道再生激光器有高输出功率、高斜率效率以及双激射波长等优点;高掺杂隧道结的引入以及双有源区的器件结构导致其热特性略差于单波长半导体激光器。     

半导体GaAs-(AlGa)As大光腔激光器研制简报

1962年第一个半导体GaAs激光器出现以后,引起人们的高度重视.对半导体激光器的理论、材料、器件制造工艺以及应用进行了广泛深入的研究.器件的结构从同质结、单异质结发展到双异质结;工作方式从低温下脉冲工作到1970年成功地实现了室温下连续工作.1971年RCA公司的H.Kressel等人集中了单异质结激光器的脉冲光功率大和双异质结阈值电流低等优点,从结构上把二者结合起来,实现了一种新型半导体激光器——GaAs-(AlGa)As大光腔激光器(Loc).     

增益导引和折射率导引的(GaAl)As激光器的相干特性

我们通过测量各个激射纵模的光谱线宽,研究了各种增益导引和折射率导引的(GaAl) As双异质结激光器的相干特性与辐射光功率的关系。此外,近场和远场图样随输出光功率而变化,因此要同时监视驱动电流。已经报道了数据的器件有:增益导引的V形槽激光器(AEG-Telefun Ken)、窄氧化条形激光器(siemens)以及折射率导引的可见光和红外CSP激光器(Hitachi)及BH激光器(Hitachi)。采用平面和球面的法布里—珀罗标准具,分别获得了增益导引激光器和折射率导引激光器的光谱线宽。     

1.3μm波长InGaAsP/InP DC-PBH低阈值激光器的液相外延生长

本文叙述了用于制作1.3μm波长InGaAsP/InP双沟平面隐埋异质结(DC—PBH)激光器的液相外延生长方法,着重讨论了在非平面结构上进行液相外延生长时所遇到的问题及解决措施。采用阳极氧化处理,用InP、Sn合金熔液盖片保护衬底,减少衬底在加热过程申的热损伤等方法获得了高质量的外延片。用该外延片制作的1.3μm波长InGaAsP/InP(DC—PBH)激光器室温连续工作阈值电流最低达9mA,管芯单面输出功率最高达40mW,最高连续激射温度达115℃。     

GaN基蓝紫光激光器的材料生长和器件研制

报道了国内首次研制成功的GaN基蓝紫光激光器的材料外延生长、器件工艺和特性.用MOCVD生长了高质量的GaN及其量子阱异质结材料,以及异质结分别限制量子阱激光器结构材料.GaN材料的X射线双晶衍射摇摆曲线(0002)对称衍射和(10(-1)2)斜对称衍射半宽分别为180″和185″;3μm厚GaN薄膜室温电子迁移率达到850cm2/(V·s).基于以上材料,分别成功研制了室温脉冲激射增益波导和脊型波导激光器,阈值电流密度分别为50和5kA/cm2,激光发射波长为405.9nm,脊型波导结构激光器输出光功率大于100mW.     

微波功率晶体管的热失效分析

微波功率晶体管是微波功率放大器中的核心器件,其热性能在很大程度上决定于封装管芯的管壳.针对某型号的微波功率晶体管在进行生产筛选的功率老化试验时出现的热失效问题进行分析与讨论,最终确定器件管壳内用于烧结管芯的氧化铍(BeO)上的多层金属化层存在质量缺陷,使管芯到BeO的热阻增大,因此出现了老化时部分器件失效现象.提出了预防措施,既可避免损失,也能保证微波功率晶体管在使用中的可靠性.     

1.3微米低阈值隐埋条形双异质结激光器研制成功

据武汉电信器件公司通讯员报道,武汉电信器件公司与北京大学物理系合作,研制成功了1·3微米低阈值隐埋条形双异质结半导体激光器。这次研制成的隐埋条形激光器,是吸收了当前国际上同类激光器的优点,结合该公司的工艺特点制作的。这种隐埋条形激光器,室温连续工作;最低阈值电流小于40mA;线性输出光功率大     

InGaAsP/InP双异质结激光器的研究

近年来,激光通讯技术在国内外迅速发展。作为长波长激光通讯光源的InGaAsP/InP激光器也在不断改进,目前国际上已开始进入实用化阶段。我们从1979年开始研制InGaAsP/InP双异质结激光器,同年实现室温脉冲激射,今年10月初做出18℃下连续激射的样品,11月份实现了室温以上连续激射。器件波长为1.1μ,连续工作温度最高可达40℃以上,室温连续激射阈值电流最低可低于200mA。目前正在进行加电工作试验,20～25℃下连续工作已超过500小时,未见失效,这一工作还在继续之中。本文分三个部分报告InGaAsP/InP双异质结激光器的研制情况。     

垂直外腔面发射半导体激光器的双波长调控研究

报道了一种结构紧凑的垂直外腔面发射激光器（Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Laser,VECSEL）及其双波长调控。通过调控泵浦光功率,实现了VECSEL输出的两个激光波长之间的相互转换,双波长的间隔接近50 nm。VECSEL的输出功率曲线呈现明显的两次翻转,翻转点对应了激射波长的转换。这是由于泵浦功率变化改变了增益芯片内部的温度,进而通过热调谐使得发光区增益峰值被调谐到腔模的不同位置。在0℃时,每个激射波长的最大输出功率都在1.5 W以上。随着泵浦功率的改变,激射波长可以在950 nm和1000 nm之间切换,同时还可以在1.5 W以上的功率水平下实现双波长同时激射。这种可切换波长及双波长同时激射的VECSEL器件在光调制、差频等领域有较大应用潜力。     

掩埋异质结激光器的Mesa制备工艺

掩埋异质结结构的半导体激光器具有阈值低、光束质量好的优点。台面（Mesa）制作是掩埋结激光器加工过程中的一步关键工艺，采用传统的全湿法腐蚀工艺制作台面，3英寸圆片内腐蚀深度和器件输出功率水平差异较大。而采用干法刻蚀加湿法腐蚀工艺技术，制备出的台面表面光滑、侧壁连续，腐蚀深度差异为6%，最终器件输出功率水平的差异仅为2%。利用该掩埋结技术制备的1 550 nm大功率激光器均匀性有了较大提升，900μm腔长单管的阈值电流约12 mA,300 mA工作电流时功率输出100 mW。     

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。     

击穿电压提高的AlGaN/GaN/AlGaN双异质结特性

本文论述了AlGaN/GaN双异质结高电子迁移率晶体管的特性,该结构使用Al组分为7%的AlGaN来代替传统的GaN作为缓冲层。Al0.07Ga0.93N缓冲层增加了二维电子气沟道下方的背势垒高度,有效提高了载流子限阈性,从而造成缓冲层漏电的显著减小以及击穿电压的明显提高。对于栅尺寸为0.5100μm,栅漏间距为1μm的器件,AlGaN/GaN 双异质结器件的击穿电压（~100V）是常规单异质结器件的两倍（~50V）。本文中的双异质结器件在漏压为35V、频率为4GHz下,最大输出功率为7.78W/mm,最大功率附加效率为62.3%,线性增益为23dB。     

12 GHz GaAs/InGaAs异质结双栅功率场效应晶体管

报道了GaAs／InGaAs异质结双杨功率场效应晶体管的设计考虑、器件结构和制作，讨论了所采用的一些关键工艺，给出了器件性能。在12GHz下，最大输出功率≥130mW，增益≥12dB，功率附加效率≥30％。     

InGaAsP／InP双区共腔激光器的内部参数

根据《双区半导体激光器的稳定性理论》,分析了 InGaAsp/Inp 掩埋异质结构双区共腔激光器的实验结果,计算了这种器件的内部参数。结果表明:内部光耦合随着温度变化是改变器件工作状态的主要因素;阈值电流偏高与器件工艺相关的界面缺陷、结构漏电关系极大;结构漏电可以提高光输出功率。     

量子级联激光器热仿真与分析

针对大功率量子级联激光器对高散热能力的迫切需求,文章通过有限元法建立了常见器件结构的二维散热模型。在设置的热沉温度为293 K、波长为8.3μm、波导宽为8μm、发热功率为12.4 W的器件模型中,研究了不同器件散热结构和封装结构对量子级联激光器的温度及热通量分布的影响,进而评价器件的散热能力。结果表明,正焊无电镀金双沟道脊器件、正焊有电镀金双沟道脊器件和倒焊器件的最高温度分别为546,409和362 K。在掩埋异质结器件中,正焊无电镀金器件、正焊有电镀金器件、倒焊器件的最高温度分别为404,401和361 K。与使用铜底座相比,使用金刚石底座的掩埋异质结倒焊器件有源区的最高温度为355 K。对模型热通量分布进行了分析,发现掩埋异质结器件的热量分布更加均匀,有源区温度更低,这表明掩埋异质结更适合高功率器件。     

烧结温度对AuSn焊料薄膜及封装激光器性能的影响

采用不同温度对Au80Sn20共晶合金焊料进行烧结实验,研究了AuSn焊料薄膜在烧结后的形貌、物相组成以及对封装激光器的性能影响等.焊料在烧结后形成ξ相Au5Sn和δ相AuSn两种金属间化合物,随着烧结温度的上升,两相晶粒均明显长大,而ξ相Au5Sn趋向于形成枝晶.较低温度下烧结的焊料表面粗糙度较高,不利于激光器管芯的贴装.高温过烧焊料薄膜的导电导热性能有少许提升,对封装激光器管芯的功率没有明显影响,但焊料薄膜中残余应力较高,使激射波长有所蓝移.该结果将为AuSn焊料的烧结参数优化和硬焊料封装激光器的性能分析提供参考和指导.     

GaAlAs/ GaAs 半导体功率放大激光器的研究

研究一种GaAlAs/ GaAs 材料的高功率半导体功率放大激光器(LD - SLA) 。器件为双 异质结增异导引氧化物条形结构。采用直接耦合方式将半导体激光器(LD) 与半导体功率放大器(SLA) 集成一体,使单管芯输出光功率提高一个数量级。并在器件端面镀高反射膜和增透膜,使器件端面的反射率和透射率由不镀膜时的29 %、71 %提高到90 %以上,进一步提高激光输出。保护器件端面、提高器件使用寿命     

双异质结激光器键合应力与形貌的观察

GaAs-GaAlAs双异质结激光器的键合工艺,要求焊料沾润良好以减小器件的热阻,又不因GaAs与金属热沉的热膨胀系数不同而产生应力,造成激光器快速退化。本文采用光测弹性力学方法来检验健合工艺引进的应力。同时通过     

GaAlAs/ GaAs 半导体功率放大激光器的研究

研究一种GaAlAs／GaAs材料的高功率半导体功率放大激光器(LD—SLA)。器件为双异质结增异导引氧化物条形结构。采用直接耦合方式将半导体激光器(LD)与半导体功率放大器(SLA)集成一体，使单管芯输出光功率提高一个数量级。并在器件端面镀高反射膜和增透膜，使器件端面的反射率和透射率由不镀膜时的29％、71％提高到90％以上，进一步提高激光输出。保护器件端面、提高器件使用寿命。