GaAs/GaInNAs多量子阱谐振腔增强型长波长光探测器

报道了一种具有高速响应特性的GaAs基长波长谐振强增强型(RCE)光探测器,它采用分子束外延技术(MBE)在GaAs衬底上直接生长GaAs/AlAs布拉格反射镜(DBR)和GaInNAs/GaAs多量子阱吸收层而形成,解决了GaAs系材料只能对短波长光响应的问题,实现了GaAs基探测器对长波长光的响应。该器件在峰值响应波长1296.5nm处获得了17.4%的量子效率,响应谱线半宽为11nm,零偏置时的暗电流密度8.74×10-15A/μm2,具有良好的暗电流特性。通过RC常数测量计算得到器件的3dB带宽为4.82GHz。     

基于InP/空气隙DBR的长波长一镜斜置三镜腔型光电探测器

介绍了一种新型InP基长波长一镜斜置三镜腔型光电探测器,并利用传输矩阵方法对其进行数值模拟和理论分析。通过斜镜的引入,该探测器不仅消除了谐振腔增强型(RCE)光电探测器的量子效率与光谱响应线宽之间的制约关系,还能实现响应波长的大范围调谐。     

快速热退火对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的修饰

应用快速热退火的方法将GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的峰值响应波长从7.7μm移动到8～14μm大气窗口内.通过测量单元器件的光电流谱、响应率和I-V特性,分析了快速热退火对GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器性能的影响.     

宽带3-5μm量子阱红外探测器的研制

采用分子束外延方法在GaAs衬底上生长了n型掺杂的应变InGaAs/A1GaAs多量子阱结构,制作成3-5μm波段的量子阱红外探测器,响应峰值波长λp=4.2μm,响应带宽可达△λ/λ=50%,500K黑体探测率DBB(500,1000,1)达1.7×1010cm@Hz1/2/W.     

宽带3—5μm量子阱红外探测器的研制

采用分子束外延方法在GaAs衬底上生长了n型掺杂的应变InGaAs/AlGaAs多量子阱结构,制作成 3—5μm波段的量子阱红外探测器 ,响应峰值波长 λp=4.2μm,响应带宽可达 Δλ/λ=50% ,500K黑体探测率 D*BB(500,1000,1 )达 1.7E10 cm.Hz1/2/W.     

一种具有平顶陡边响应的长波长光探测器

在PIN型光探测器的基础上制备了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的长波长光探测器。利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)设备在GaAs衬底上二次外延生长了具有台阶结构的GaAs/AlGaAs滤波腔和InP基PIN光探测器。高质量的GaAs/InP异质外延采用了低温缓冲层生长工艺;具有台阶结构的Fabry-Pérot(F-P)滤波腔采用了纳米量级台阶的制备方法。通过理论计算优化了实现平顶陡边光谱响应特性的器件结构;并通过实验成功制备出了具有平顶陡边响应性能的光探测器,器件的工作波长位于1 549nm,峰值量子效率大于25%,0.5dB光谱响应线宽为3.9nm,3dB光谱响应线宽为4.2nm,响应速率达到17GHz。     

分子束外延生长高应变单量子阱激光器

采用分子束外延方法研究了高应变InGaAs/GaAs量子阱的生长技术.将InGaAs/GaAs量子阱的室温光致发光波长拓展至1160nm,其光致发光峰半峰宽只有22meV.研制出1120nm室温连续工作的InGaAs/GaAs单量子阱激光器.对于100μm条宽和800μm腔长的激光器,最大线性输出功率达到200mW,斜率效率达到0.84mW/mA,最低阈值电流密度为450A/cm2,特征温度达到90K.     

（英）量子阱红外探测器峰值探测波长的精确设计与实验验证

采用单能带电子有效质量近似(EMA)和波包函数近似(EFA)模型,考虑了能带非抛物线性等高阶因素,并利用投试法求解薛定谔方程,计算了准确设计峰值探测波长的GaAs/AlGaAs量子阱探测器结构参数.基于计算结果,用分子束外延(MBE)方法生长了设计峰值波长为8μm的GaAs/AlGaAs多量子阱材料,进而制备了单元器件,并测试了I-V曲线、光谱响应和探测率.I-V曲线的良好对称性显示了材料生长与器件制备工艺的质量,光谱响应曲线表明器件实际的峰值探测波长为7.96～7.98μm,与设计预期值吻合.     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较*

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

长波双色Al_xGa_(1-x)As/GaAs量子阱红外探测器的研制

介绍了长波双色AlxGa1-xAs/GaAs多量子阱红外探测器单元的设计、制作和测试。器件光敏面面积为300μm×300μm,光吸收峰值波长分别为10.8、11.6μm;采用垂直入射光耦合的工作模式,65K温度2V偏压下,两个多量子阱区的暗电流分别为4.23×10-6、4.19×10-6A;黑体探测率分别为1.5×109、6.7×109cm.Hz1/2/W;响应率分别为0.063、0.282A/W。GaAs基量子阱红外探测器(QWIP)材料生长和加工工艺成熟、大面积均匀性好、成本低、不同波段之间的光学串音小,使得AlGaAs/GaAsQWIP在制作多色大面阵方面具有明显的优势。     

MOCVD与MBE生长GaAs/AlGaAs量子阱材料的红外探测器特性比较

用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/AlGaAs量子阱材料,并制成红外探测器.测量了材料的光致发光光谱和探测器的光电流响应光谱及其它光电特性,峰值波长7.9μm,响应率达到6×103V/W,与分子束外延法(MBE)生长的材料和相关器件进行了比较,MOCVD法可满足量子阱材料和器件的要求.     

单片集成GaAs基长波长谐振腔光探测器的研究

介绍了一种GaAs基的长波长谐振腔增强型(RCE)光探测器.通过两步生长法,在GaAs村底上异质外延生长了InP-InGaAs-InP的p-i-n光吸收结构和GaAs/AlAs的分布布拉格反射镜(DBR).所制备的器件在1 549.4 nm处获得了67.3%的量子效率和17 nm的光谱响应线宽,在1 497.7 nm处获得了53.5%的量子效率和9.6 nm的光谱响应线宽,而InGaAs吸收层厚度仅为200 nm.采用单片集成法,工艺简单、易于产业化,随着缓冲层技术的发展,此种RCE光探测器的性能还将获得进一步提升.     

自由电子激光辐照半导体多量子阱的研究

利用低温光荧光谱研究了自由电子激光辐照对GaAs/AlGaAs多量子阱光学性质的影响。用波长为 8 92μm ,光功率密度相应于电场强度为 2 0kV/cm的自由电子激光辐照多量子阱 6 0min ,发现量子阱特征峰 797nm经过辐照后峰值发生红移至 812nm ,波形展宽 ,峰高降低。对此结果进行了讨论 ,并与电子辐照的情况做了比较。     

键合方法研制InAsP/InGaAsP量子阱1.3μm垂直腔面发射激光器

设计并研制了由InAsP/InGaAsP应变补偿多量子阱有源层、SiO2/TiO2介质薄膜和GaAs/Al(Ga)As半导体分布布拉格反射镜(DBR)构成的垂直腔面发射激光器(VCSEL).采用直接键合技术实现InP基有源层与GaAs基DBR的晶片融合,并经过侧向湿法腐蚀定义电流限制孔径和沉积介质薄膜DBR等关键器件工艺,研制出InAsP/InGaAsP量子阱垂直腔面发射激光器,其阈值电流为13.5mA,单模激射波长为1288.6nm.     

一种具有平顶陡边响应的InP基长波长可调谐光探测器的设计

在一镜斜置三镜腔型光探测器的基础上提出了一种适用于波分复用系统的具有平顶陡边响应的可调谐光探测器结构.该器件由双半波滤波器结构的滤波腔和具有斜镜结构的吸收腔构成,实现了量子效率与光谱响应线宽间的解耦,具有高响应速度与高量子效率;同时,其光谱响应具有良好的平顶陡边特性和窄的光谱响应线宽,并且具有较大的调谐潜力.     

长波GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器

随着分子束外延技术的日益成熟,以及对导带内子带间光学跃迁性质的深入研究,GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的研制已引起人们的高度重视。该探测器的响应波段从8μm至14μm,具有响应速度快(皮秒量级),灵敏度高(D~*～10~(10)cmHz~(1/2)/W),峰值波长可通过改变材料的生长参数(如阱宽、垒高、合金含量等)而调节的特点。与     

具有多波长处理功能的单片集成光探测器阵列

从理论上设计并研制了一种用于可重构光分插复用技术中的具有多波长处理功能的单片集成光探测器阵列,器件在GaAs基衬底上集成了GaAs/AlGaAs材料的法布里一珀罗谐振腔和InP-In0.53 Ga0.47 As-InP材料的PIN光探测器.为了能够实现对多路波长的探测,首先利用湿法腐蚀,改变不同区域谐振腔的厚度,然后通过二次外延完成谐振腔的生长,最后利用低温缓冲层技术在GaAs材料上异质外延高质量的InP基的PIN结构.器件的工作波长位于1500 nm左右,可实现对4路波长,间隔为10 nm的光信号探测,光谱响应线宽低于0.8 nm,峰值量子效率达到12%以上,响应速率达到8.2 GHz.实验测试结果与理论分析进行了对比,并得到了很好的解释.     

高性能InP基谐振腔增强型长波长光探测器

介绍了目前实现高性能InP基谐振腔型(RCE)长波长光探测器的几种方案。采用InP 空气隙DBR结构、正入射光、响应波长为1550nm的高灵敏度、高速InP基长波长RCE光探测器,在1510nm波长处获得了59%的量子效率,在器件台面面积仍很大的情况下(50μm×50μm),获得了8GHz的3dB响应带宽。     

键合方法研制InAsP/InGaAsP量子阱1.3μm垂直腔面发射激光器

设计并研制了由InAsP/InGaAsP应变补偿多量子阱有源层、SiO2/TiO2介质薄膜和GaAs/Al(Ga)As半导体分布布拉格反射镜（DBR）构成的垂直腔面发射激光器（VCSEL) . 采用直接键合技术实现InP基有源层与GaAs基DBR的晶片融合,并经过侧向湿法腐蚀定义电流限制孔径和沉积介质薄膜DBR等关键器件工艺,研制出InAsP/InGaAsP量子阱垂直腔面发射激光器,其阈值电流为13.5mA,单模激射波长为1288.6nm.     

室温连续激射1.59μm GaInNAsSb量子阱激光器

研究了原位和非原位退火对分子束外延生长的GaInNAsSb/GaNAs/GaAs量子阱激光器的作用.通过快速热退火量子阱质量得到很大提高,这一方法还很少被应用于激光器的制作,特别是波长在1.55μm波段的激光器.生长量子阱时采用的生长速率、Sb诱导等,将量子阱激光器发光波长拓展到1.59μm,并制作了脊型波导FP腔GaInNAsSb单阱激光器,成功实现了室温连续激射,激射波长达到1.59μm,阈值电流为2.6kA/cm2.