低压MOCVD外延生长InGaAsP／InP应变量子阱材料与器件应用

本文报道用低压有机金属化合物化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）外延生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变量子阶材料，材料参数与外延条件的关系，量子阱器件的结构设计及其器件应用．用所生长的材料研制出宽接触阈值电流密度小于４００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值７～１２ｍＡ的１．３μｍ量子阱激光器和宽接触阈值电流密度小于６００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值９～１５ｍＡ的１．５５μｍ量子阶激光器以及高功率１．３μｍ量子阱发光二极管和ＩｎＧａＡｓＰＩＮ光电探测器．     

GaInNAs／GaAs量子阱激光器的发展与未来

ＧｓＩｎＮＡｓ是一种直接带隙半导体材料,在长波长（１．３０和１．５５μｍ）光通信系统中具有广阔的应用前景。通过调节Ｉｎ和Ｎ的组分,既可获得应变ＧａＩｎＮＡｓ外延材料,也可制备ＧａＩｎＮＡｓ与ＧａＡｓ匹配的异质结构,其波长覆盖范围为０．９￣２．０μｍ．ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓ量子阱激光器的特征温度为２００Ｋ,远大于现行ＧａＩｎＮＡｓＰ／ＩｎＰ激光器的特征温度（Ｔ０＝５０Ｋ）。ＧａＩｎＮＡｓ光电子器件     

台湾电信用光电器件的研究现状

本文介绍了台湾用一塌信的光电器件近期的开发两头及研究成果。其中包括高性能１．５５μｍ复耦合ＩｎＧａＡｓＰ－ＩｎＰ分布反馈和１．３μｍ无致冷ＡｌＩｎＧａＡｓ－ＩｎＰ激光器，半绝缘衬底的ＩｎＧａＡｓ－ＩｎＰｐ－ｉ－ｎ光探测器，０．９８μｍＩｎＧａＡｓ－ＧｓＡｓ－ＩｎＧａＰ泵浦激光器以及１２信道的激光器和探测阵列。     

生长在硅衬底上的砷化镓量子点激光器

密执安大学的研究人员已证明,通常使硅（Ｓｉ）上砷化镓（ＧａＡｓ）生长遭殃的高密度位错可用来生长有生命力的自组织砷化铟镓（ＩｎＧａＡｓ）量子点激光器。这是用分子束外延在激光二极管激活区内产生高应变量子点的首例成功报导。为减小ＧａＡｓ／Ｓｉ界面处堆迭缺陷的形成,激光器结构生长在偏离［１１０］方向２°的（１００）取向的硅衬底上。激光器结构由具有１．５ｎｍＧａＡｓ势垒的Ⅲ－Ⅴ族分层ＩｎＧａＡｓ量子点激活区构成。宽域边缘发射激光器用标准光刻技术制造,发射波长为１．０１３μｍ,７８８ｍＡ电流时线宽（半高全宽…     

两次MOVPE生长的大功率InGaAs－GaAs－InGaP掩埋异质结应变量子阱激光器

本文给出了带有Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１ｉ包层的ＩｎＧａＡｓ－ＧａＡｓ应变量子阱激光器实验结果。镀有ＡＲ－ＨＲ膜、并有ｐ－ｎＩｎＧａＰ电流阻挡结的掩埋异质结激光器，在连续波（ＣＷ）和室温（ＲＴ）下，给出３．１ｍＡ的低阈值电流和９５ｍＷ的高功率输出。这是首次以两次ＭＯＶＰＥ方法生长制作的ＩｎＧａＡｓ－ＧａＡｓ－ＩｎＧａＰ掩埋异质结激光器。     

光泵外腔面发射InGaAs／InP半导体激光器

本文报道了外腔面发射ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ半导体激光器的实验结果．利用面发射ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ半导体材料作为激活介质，采用锁模（或连续）Ｎｄ＋３：ＹＡＧ激光（波长１．３２μｍ）泵浦．平均输出功率达１８７ｍＷ，同步泵浦获得最窄脉冲宽度为６ｐｓ，输出波长１．５μｍ，利用衍射光栅对脉冲进行压缩获得１８１ｆｓ超短光脉冲．     

应变InGaAs／AlGaAs量子阱激光器的工作特性

人们对激射波长在０．９＜λ＜１．１μｍ的应变ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱（ＱＷ）激光器很感兴趣。主要应用有泵浦晶体或玻璃主体中的稀土离子（特别是掺Ｅｒ３＋光纤放大器的９８０ｎｍ泵浦），研制透明衬底的面发射激光器和增加倍频二极管激光器的可用波长范围。本文叙述了多种结构应变ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量于阱激光器的工作特性。     

室温脉冲激射的纵向控制InAs量子点激光器

利用一种我们新近提出的ＭＢＥ自组织ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ量子点生长方式,制成条型激光器,在室温脉冲工作条件下实现了激射．与测得的光致发光（ＰＬ）谱对照,发现激射峰位与量子点的ＰＬ谱峰位基本吻合．不同激光器结构的样品激射峰有相当大的移动,说明了激射来自量子点．在其它条件完全相同而仅有源区不同的条件下,纵向控制量子点激光器的阈值电流只是垂直耦合量子点激光器的１／３（６０ｍＡ∶２００ｍＡ）,我们给出了一个简单的解释,并据此提出了一种实现调节量子点激光器激射能量的方法．     

在室温下量子点发射稳定的1.3μm光

日本富士通实验室的研究人员描述了如何制造在室温下可发射１．３μｍ光的量子点激光器。这种由ＩｎＧａＮ／ＧａＮ组成的量子点是由分子束外延生长而成．这种边缘类型的激光器有一个２～３ｘ１０１０／ｃｍ２的量子点密度,这个数值两倍于以前报道的,并具有９００μｍ的腔长．一个最优化的生长速率及一个覆盖在量子点上的ＩｎＧａＮ＃层保证了这个高量子点密度。为了提高输出,研究人员用三层量子点堆积来构造激光器。２５℃时器件的阈值电流为８ｍＡ。研究人员确信低阈值电流是由于高量子点密度及多重量子点层引起,二者都对光学增益有贡…     

InGaAsP及其量子阱结构的LP－MOCVD

报道了用低压金属有机化学汽相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）技术在（１００）ＩｎＰ衬底上生长ＩｎＧａＡｓＰ体材料及ＩｎＧａＡｓＰ（１．３μｍ）／ＩｎＧａＡｓＰ（１．６μｍ）量子阱结构的生长条件和实验结果。比较了５５０℃和５８０℃两个生长温度下Ｉｎ１－ｘＧａｘＡｓｙＰ１－ｙ体材料及相应量子阱结构的特性，表明在５８０℃生长条件下，晶体具有更好的质量和特性。     

1.3μm InGaAsP／InP压应变多量子阱激光器的极低阈值（0.56mA）工作

通过优化有源层和采用具有高反射涂层的短腔体，对于１．３μｍ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变ＭＱＷ激光器在室温下（２５℃）获得了０．５６ｍＡ这一创记录的低阈值。     

InGaAs／InGaAsP分别限制应变量子阱激光器的研制及其特性研究

报道了利用ＬＰ－ＭＯＶＰＥ技术生长高质量的ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ分别限制应变量子阱激光器结构材料、激光器制作和结果．宽而激光器实现了室温脉冲受激发射．激射波长为１．４９μｍ，在腔长为２０００μｍ时，最低阈值电流密度为０．３０ｋＡｃｍ－２．最大脉冲光输出峰值功率达５００ｍＷ以上．同时，从理论和实验上研究了阙值电流及阙值电流密度随激光器腔长的变化关系，并与ＬＰ－ＭＯＶＰＥ生长制作的宽面双异质结构激光器进行了比较．     

1.8 μm波段台面条形结构InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器

报道了１．８μｍ波段台面第形结构ＩｎＧａＡｓＳｂ／ＡｌＧａＡｓＳｂ量子阱激光器的研制结果,器件在７７Ｋ下以脉冲方式工作,阈值电流约２５ｍＡ,中心波开约１．８４μｍ。     

GaInNAs/GaAs量子阱激光器的发展与未来

ＧａＩｎＮＡｓ是一种直接带隙半导体材料,在长彼长（１．３０和 １．５５μｍ）光通信系统 中具有广阔的应用前景．通过调节 Ｉｎ和 Ｎ的组分,既可获得应变 ＧａＩｎＮＡｓ外延材料,也可制 备ＧａＩｎＮＡｓ与ＧａＡｓ匹配的异质结构,其波长覆盖范围为０．９－Ｎ２．０μｍ．ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓ 量子阱激光器的特征温度为 ２００ Ｋ,远大于现行 ＧａＩｎＮＡｓＰ／ＩｎＰ激光器的特征温度（Ｔ０＝５０ Ｋ）． ＧａＩｎＮＡｓ光电子器件的此优异特性,对于提高光纤通信系统的稳定性、可靠寿命具有特 别重要的意义．由于ＧａＩｎＮＡｓ和具有高反射率（高达９９％）ＡＩ（Ｇａ）Ａｓ／ＧａＡｓ的分布布拉格 反射镜（ＤＢＲ）可生长在同－ＧａＡｓ衬底上,因此它是长波长（１．３０和 １．５５ μｍ）垂直腔面 发射激光器（ＶＣＳＥＬ）的理想材料．垂直腔面发射激光器是光纤通信、互联网和光信号处理的 关键器件． ＧａＡｓ基的超高速集成电路（ＩＣ）已有相当成熟的工艺．如果 ＧａＩｎＮＡｓ－ＶＣＳＥＬ 与 ＧａＡｓ－ＩＣ相结合,将使光电集成电路（ＯＥＩＣ）开拓出崭新的局面．本文还报道我们课题 组研制高质量 ＧａＮＡｓ／ＧａＡｓ超晶格和大应变 ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ量子阱结构取     

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％。     

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°     

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％。     

InAsP/InGaAsP量子阱的子带跃迁计算

采用有效质量框架下一维有限深单阱的Ｋｒｏｎｉｇ － Ｐｅｎｅｙ 模型对ＩｎＡｓｙＰ１ － ｙ／Ｉｎ１ － ｘＧａｘＡｓｙＰ１ － ｙ 量子阱结构的跃迁波长与组分及阱宽间的关系进行了计算,并采用能量平衡模型计算了此材料体系的生长临界厚度。计算结果表明,ＩｎＡｓｙＰ１ － ｙ／Ｉｎ１ － ｘ ＧａｘＡｓｙＰ１ － ｙ 是制作１ ．３ μｍ 或１ ．５５ μｍ 波长量子阱激光器的良好材料体系,此材料体系在２ ～３ μｍ 的中红外波段也有很大潜力。采用ｙ 约为０ ．４ 的组分和约１ ．３ ％ 的压应变可以满足１ ．３ μｍ 波长激光器的要求, 而ｙ 约为０ ．５５ 的组分和约１ ．８ ％ 的压应变可以满足１ ．５５ μｍ 波长激光器的要求。     

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     

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。