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°     

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。     

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％。     

InAlGaAs/GaAs量子阱的生长及其界面特性

本文研究了以ＩｎＡｌＧａＡｓ作垒层的ＩｎＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子阱的低压金属有机化合物化学汽相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）生长及其界面特性,发现在适当生长条件下可以解决ＩｎＧａＡｓ和ＡｌＧａＡｓ在生长温度范围不兼容的问题,得到了高质量的ＩｎＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子阱材料．同时用Ｘ光和低温光致发光（ＰＬ）谱研究了量子阱结构的界面特性,表明适当的界面生长中断不仅可以改善界面平整度,而且能改善垒层ＩｎＡｌＧａＡｓ的质量．     

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％。     

泵浦掺铒光纤放大器的大功率单元赝配InGaAs／GaAs／AlGaAs单量子阱激光器

已研制出９８０ｎｍ脊波导赝配ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱激光器。该镜面镀膜激光器的最高输出功率为２４０ｍＷ／面。器件由分子束外延（ＭＢＥ）生长的渐变折射率分别限制异质结量子阱结构材料制成。激光器以基模工作，与１．５５μｍ单模光纤的耦合效率为２２％。在镜面无镀膜激光器输出功率为３０ｍＷ／面下进行的寿命试验表明，它比ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器有更高的可靠性，但在泵浦掺铒光纤放大器所要求功率下长时间可靠工作需要镜面保护镀膜。     

浅离子注入InGaAs/InGaAsP SL-MQW激光器的混合蓝移效应

利用３００ｋｅＶ的Ｐ＋离子对ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ应变层多量子阱（ＭＱＷ）激光器外延结构实施浅注入,经Ｈ２／Ｎ２混合气氛下的快速退火,结构的光致发光（ＰＬ）峰值波长蓝移了７６ｎｍ,所作宽接触激光器的激射波长蓝移了７７．９ｎｍ．发现具有应变结构的ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰＭＱＷ,在较低的诱导因素作用下即可产生较大的量子阱混合（ｉｎｔｅｒｍｉｘｉｎｇ）效应     

由浅离子注入实现的MQW混合

用浅Ｐ＾＋离子注入ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ应变多量子阱（ＭＱＷ）激光器Ｈ２／Ｎ２混合气氛下的快速退火,体内ＭＱＷ层发生组份混合（ｉｎｔｅｒｍｉｘｉｎｇ）,导致器件的带隙波长蓝移（ｂｌｕｅ ｓｈｉｆｔ）,结构的光荧光（ＰＬ）峰值波长向短波方向移动了７６ｎｍ。作者认为,有源区中的应力对量子阱混合起到了十分关键性的作用。     

分子束外延GaAs／AlGaAs超晶格缓冲层量子阱材料的研究

采用分子束外延技术生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱得多量子阱材料。采用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层掩埋衬底缺陷，获得的量子阱结构材料被成功地用于制作量子阱激光器。波长为７７８ｎｍ的激光器，最低阈值电流为３０ｍＡ，室温下线性光功率大于２０ｍＷ。     

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°     

量子线和量子箱激光器—下一代高性能半导体激光器

本文讨论了量子线和量子箱激光器的特性,如呈现非常低的阈值电流、展宽的调制带宽和窄的谱线宽度。还介绍了量子尺寸结构的制造工艺、尺寸起伏和非线性增益对激射特性的影响。最后给出量子微腔激光器的新概念。     

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。     

高性能InAs/GaAs量子点外腔激光器

为了获得高性能的量子点外腔激光器(ECL),利用InAs/GaAs量子点Fabry-Perot(FP)腔激光器研制了光栅外腔可调谐ECL。对InAs/GaAs量子点ECL进行了一系列的性能测试,主要包括单模稳定性测试、单模调谐范围测试、阈值电流密度测试、无跳模连续调谐测试和输出功率测试。在室温条件下获得了24.6nm的连续调谐范围,覆盖波长从999.2nm到1 023.8nm,并且实现了波长无跳模连续调谐。在调谐范围内最低阈值电流密度为1 525A/cm2,而且在中心波长处获得的单模输出功率为15mW,单模边模抑制比(SMSR)高达35dB。研究结果表明,通过构建光栅外腔可以实现高性能的InAs/GaAs量子点ECL。     

俄歇复合对应变量子阱激光器阈值电流的影响

通过考虑不同因素对压应变和张应变量子阱激光器阈值电流和特征温度的影响,得到了俄歇复合和非俄歇复合对阈值电流起主要作用的转变温度Tc,小于Tc时,主要是非俄歇复合;大于Tc时,主要是俄歇复合,而且张应变量子阱激光器转变温度要比压应变量子阱激光器的转变温度要高;张应变量子阱激光器与压应变量子阱激光器相比,阈值电流更低,特征温度更高。     

量子结构激光器能量本征值计算及增益特性分析

将量子结构中的边界条件应用于薛定谔方程的求解,计算了量子结构中粒子的能量本征值及量子结构激光器的态密度和增益,比较了量子点、量子线、量子阱激光器的波长-增益特性,从能量本征值角度探讨了各种量子结构特性差异的根本原因,阐述了量子点激光器的实现问题,分析结果表明,量子点激光器具有高增益、高单色性的特点.     

808 nm大功率无铝有源区非对称波导结构激光器

采用分别限制非对称波导结构,将光场从对称分布变为非对称分布,降低了载流子光吸收损耗,并允许p型区具有更高的掺杂水平,从而使器件电阻降低.对GaAsP/GaInP张应变单量子阱(SQW)非对称波导结构激光器的光场特性进行了理论分析,设计了波导层厚度,并制作了波长为808 nm的无铝有源区大功率半导体激光器.器件综合特性测试结果为:腔长900μm器件的阈值电流密度典型值为400 A/cm2,内损耗低至1.0 cm-1;连续工作条件下,150μm条宽器件输出功率达到6 W,最大斜率效率为1.25 W/A.器件激射波长为807.5 nm,平行和垂直结的发散角分别为3.0°和34.8°.20~70℃范围内特征温度达到133 K.结果表明,分别限制非对称波导结构是降低内损耗,提高大功率半导体激光器特性的有效措施.     

Effects of distance between wells on band structure and characteristics of InGaAs/InGaAsP strain-compensated multiple quantum well lasers

In terms of the multi-well energy representation technique, the effects of the distance between wells on the valence band structure and characteristics are analyzed for InGaAs/InGaAsP strain-compensated multiple quantum well lasers with zero net strain. The computed result shows that a coupling effect exists between the wells, causes an energy split, and affects the properties of the laser, such as the density of states, optical gain, differential gain, threshold wavelength, threshold carrier density and threshold current density. We find that when the distance between wells equals twice the thickness of the well, the effect of the distance between wells on the characteristics of the laser becomes weak. Therefore, for the practical design of lasers, it is reasonable to take the thickness of the barrier to be twice that of the well.     

InGaAs(P)应变补偿多量子阱结构激光器的理论研究

从理论上分析了应变补偿多量子阱激光器的阈值特性，并以ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）体系为例，分别对应变补偿结构和普通应变多量子阱激光器进行了数值计算。结果表明，具有应变补偿结构的激光器可以获得较大的增益和较小的阈值电流密度。其中，阱材料能带结构的变化是使得应变补偿结构激光器具有上述优良特性的决定性因素。     

Graded barrier single quantum well lasers--Theory and experiment

Optical gain characteristics of quantum well heterostructure lasers are investigated in a broad range from a weakly quantized system to a strongly quantized one utilizing the band-to-band model withkselection rule, the detailed band structure of the quantum well heterostructures, and degenerate statistics. The results are compared to the experimentally observed threshold current densities in graded barrier single quantum well lasers. It is found that the threshold current densities of these quantum well lasers are well explained by the theoretical results in the range of well width from 75 to 300 Å. The lowest threshold current density observed is 245 A/cm²in a heavily doped 100 Å single quantum well laser with a 150μm stripe width and 550μm length.