AlInAs氧化物限制1.3μm低阈值边发射激光器

研究制作了一种利用AlInAs氧化物作为限制的1.3μm边发射AlGaInAs多量子阱激光器.有源层上方和下方的AlInAs波导层被氧化作为电流限制层.这种结构提供了良好的侧向电流限制和光场限制.当电流通道为5μm宽时,获得了12.9mA的阈值电流和0.47W/A的斜率效率.与具有相同宽度的脊条的脊波导结构的激光器相比,这种AlInAs氧化物限制的激光器的阈值电流降低了31.7%,斜率效率稍微有所提高.低阈值和高效率的特性表明,氧化AlInAs波导层能够提供良好的侧向电流限制.这种AlInAs氧化物限制的激光器垂直方向的远场半高全宽角为36.1°,而水平方向的是21.6°,表明AlInAs氧化物对侧向光场也有很强的限制能力.     

低阈值1.3μmMQW激光器

利用叔丁砷化氢（ＴＢＡ）和叔丁磷化氢（ＴＢＰ）的ＭＯＶＰＥ已制成低阈值１．３μｍ的ＩｎＧａＡｓＰ多量子阱（ＭＱＷ）激光器。实验证明：与用常规的氢化物ＨｓＨ３和ＰＨ３生长的四元ＩｎＧａＡｓＰ材料相比，用ＴＢＡ和ＴＢＰ进行的四元材料生长可改善Ｖ族组分的可控性。从而使２英寸的ＩｎＧａＡｓＰ ＭＱＷ晶片的光致发光（ＰＬ）波长具有极好的均匀性，其标准偏差仅２．６ｎｍ，４．２Ｋ时，ＰＬ的最大半值全宽（ＦＷＨＭ     

侧向腐蚀在1.3μm垂直腔面发射激光器中的应用

研究了广泛应用于垂直腔面发射激光器(VCSEL)等I-V族光电子器件制作的侧向腐蚀技术.分别采用C6H8O7:H2O2溶液、HCl:H3PO4溶液对InAlAs材料,InP材料进行了侧向腐蚀试验,获得了较稳定的速率,并对其腐蚀机制和晶向选择性进行了分析.采用侧向腐蚀技术制备了电流限制孔径分别为11μm和5 μm的1.3...     

1.3μm波长InGaAsP／InP脊形波导激光器

本文介绍用一次液相外延制备五层结构的晶体材料及自对准的工艺方法研制成功的１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ脊形波导（ＲＷＧ）结构的激光器。用有源区向上的装架方式，在２５℃时，激光器最小连续波（ＣＷ）阈值电流为２３ｍＡ，且均匀性较好；最大单面光电转换效率为０．１８ｍＷ／ｍＡ；在６５℃的环境温度下其最大发射功率仍大于１０ｍＷ；用标准单模光纤耦合，２５℃下阈值电流为２０ｍＡ的入纤光功率大于１．５ｍＷ。     

低阈值1.5μm平面掩埋脊型(PBR)分布反馈激光器

采用质子轰击的PBR 结构,研制了室温阈电流小于15mA,高稳定单纵模输出的1.5μmDFB激光器.为今后研制长寿命无致冷1.5μmDFB激光器组合件奠定了基础,在大温度范围(-40-+60℃)和大工作电流范围(1.2-3I_(th)内可稳定单纵模工作,边模抑制比(SMSR)可达30dB以上.静态线宽一般为30-40MHz,最窄可低于20MHz.器件经50℃恒功加速老化实验,外推20℃连续工作时间已超过3000小时无显著退化迹象.本器件已首次在国内做为信号源成功地用在140Mb/S相干光通信系统上.     

利用边发射光致发光谱研究垂直腔面发射激光器材料的特性

在室温下测量了GaInP/AlGaInP垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光致发光谱和反射谱.通过反射谱测量可以很容易得到激光器的腔模波长.但是用通常的背散射配置不能测得与有源区中量子阱有关的光致发光信号.用边激发配置可以测到量子阱的光致发光谱,但这样测得的光谱已经受到激光器中的分布布拉格反射镜(DBR)的调制.采用腐蚀去上DBR层的方法可以在背散射配置下测得量子阱的光致发光谱,但仍无法避免下DBR层对发光谱的调制作用.从而只有采用边激发 边发射模式才能测得VCSEL中量子阱的真实的光致发光谱.     

利用边发射光致发光谱研究垂直腔面发射激光器材料的特性

在室温下测量了GaInP/AlGaInP垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光致发光谱和反射谱.通过反射谱测量可以很容易得到激光器的腔模波长.但是用通常的背散射配置不能测得与有源区中量子阱有关的光致发光信号.用边激发配置可以测到量子阱的光致发光谱,但这样测得的光谱已经受到激光器中的分布布拉格反射镜(DBR)的调制.采用腐蚀去上DBR层的方法可以在背散射配置下测得量子阱的光致发光谱,但仍无法避免下DBR层对发光谱的调制作用.从而只有采用边激发-边发射模式才能测得VCSEL中量子阱的真实的光致发光谱.     

1.3μm低阈值InGaAsP/InP应变补偿MQW激光器的LP-MOCVD生长

报道了用低压金属有机物化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）方法外延生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变补偿多量子阱结构。用此材料制备的掩埋异质结（ＢＨ）条形结构多量子阱激光器具有极低阈值电流４～６ｍＡ。２０～４０℃时特征温度Ｔ０高达６７Ｋ，室温下外量子效率为０．３ｍＷ／ｍＡ。     

1.3μm单模半导体激光器的高频调制

本文报道了在光载波通信中使用１．３μｍ半模半导体激光器组件作为发射光源，实现了高频调制。这里给出了器件结构设计及性能，研究了器件的阻抗匹配，测量了微波的Ｓ参数，在最佳条件下，直接调制获得６．５ＧＨｚ，３５ｐｓ的超短光脉冲，小信号调制可达８ＧＨｚ。     

边发射半导体激光器自混合测速仪研究

采用边发射半导体激光器作为激光自混合速度测量系统的激光光源,针对不同表面类型、采样时间、注入电流、信号处理系统对自混合测速结果的影响进行实验研究和讨论分析。结果表明不同反馈表明和采样时间（0.1S,1S）均能满足高精度测速要求。同时,实验中采用合适的激光工作电流（激光器阈值电流1.1倍以上）并结合零点控制技术能够获得信噪比更大激光自混合测速信号。这些结论对深入分析自混合信号的产生机理以及半导体激光自混合测量系统的优化具有参考意义。     

980nm氧化物限制的垂直腔面发射激光器

采用低压金属有机化合物气相外延(LP-MOCVD),制备了顶端发射氧化物限制、内腔接触结构980nm的垂直腔面发射激光器.应用了选择氧化和自对准工艺来实现电流限制.在28mA脉冲电流驱动下,器件的输出功率为10.1mW,斜率效率为0.462mW/mA.脉冲工作下,最高输出功率为13.1mW.室温连续工作下,输出功率为7.1mW,发射波长为974nm,光谱半宽为0.6nm.研究了氧化孔径对阈值电流和微分电阻的影响,结果表明较小的氧化孔径可以获得低的阈值电流.     

980nm氧化物限制的垂直腔面发射激光器

采用低压金属有机化合物气相外延(L P- MOCVD) ,制备了顶端发射氧化物限制、内腔接触结构980 nm的垂直腔面发射激光器.应用了选择氧化和自对准工艺来实现电流限制.在2 8m A脉冲电流驱动下,器件的输出功率为10 .1m W,斜率效率为0 .4 6 2 m W/ m A.脉冲工作下,最高输出功率为13.1m W.室温连续工作下,输出功率为7.1m W,发射波长为974 nm ,光谱半宽为0 .6 nm.研究了氧化孔径对阈值电流和微分电阻的影响,结果表明较小的氧化孔径可以获得低的阈值电流.     

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.     

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.     

氧化限制结构940 nm垂直腔面发射激光器

为研究氧化限制结构孔径对940 nm垂直腔面发射激光器（VCSEL）特性的影响,制备了不同氧化孔径的940 nm VCSEL,并进行了测试分析。通过PICS3D软件对不同量子阱势垒材料的增益进行仿真计算,选取具有较高有源区材料增益的InGaAs/AlGaAs作为量子阱,并开展了增益-腔模失配设计。在设计优化的基础上,制备了6种氧化孔径的940 nm VCSEL,对其光电输出特性进行测试。结果表明：氧化孔径为4μm的VCSEL,室温下斜率效率为0.93 W/A,最大功率转换效率为40.1%;氧化孔径为7μm的VCSEL,室温下最大输出功率为12.24 mW;氧化孔径为2μm的VCSEL,室温下最大基横模功率为2.67 mW。该器件在2 mA连续驱动电流下,在10～80℃的范围内均可实现边模抑制比大于45 dB的基横模输出。     

1.3μm InGaAsP/InP长寿命激光器

本交报道精心外延及光刻腐蚀,使外延片质量提高,器件的光电特性得到改善。最低闽值电流I_(th)=17mA,外微分效率η=25%(单面),最高连续激射温度为130℃,最大输出功率超过40mW。采用PbSn焊料改进制管工艺,提高了器件的可靠性。器件在25℃时的中值寿命为26万小时。     

垂直腔面发射激光器的氧化工艺研究

在垂直腔面发射激光器(VCSEL)中常用氧化物限制结构来对其进行电流和光场的限制.分别从氧化时间、氧化温度、氧化载气的气流量三方面讨论研究了它们对Al0.98Ga0.02As层氧化深度、氧化速率的影响.最后得到最佳氧化条件:氧化温度为422℃,氧化载气的气体流量为1.5 L/min,氧化速率为0.6μm/min.用在此最佳氧化条件下氧化的外延片制成VCSEL器件,室温下其阈值电流大约为1.8 mA,最大输出功率为7.96 mW.     

200K高特征温度的1.3μm AlInGaAs应变单量子阱激光器

在20～80℃范围内连续工作条件下,非对称波导层结构的1.3μm AlInGaAs/AlInAs单量子阱激光器的特征温度为200K,这是目前国内报道的相同有源材料、相同发射波长的激光器中最高的特征温度值.因此AlInGaAs是长波长光纤激光器的理想有源区材料.研究表明非对称波导结构能降低光吸收,提高激光器的高温特性和COD阈值.     

200K高特征温度的1.3μm AlInGaAs应变单量子阱激光器

在20-80℃范围内连续工作条件下,非对称波导层结构的1.3μm AlInGaAs/AlInAs单量子阱激光器的特征温度为200K,这是目前国内报道的相同有源材料、相同发射波长的激光器中最高的特征温度值。因此AlInGaAs是长波长光纤激光器的理想有源区材料,研究表明非对称波导结构能降低光吸收,提高激光器的高温特性和COD阈值。