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.     

980 nm高功率垂直腔面发射激光器

研究了 980nm垂直腔面发射激光器 (VCSEL)的结构设计和器件制作 ,实现了室温下的脉冲激射。在脉宽为 5 0 μs,占空比为 5∶10 0 0的脉冲电流下 ,直径 4 0 0 μm的器件输出光功率最高可达 380mW ,发散角小于 10° ,光谱的半高全宽为 0 8nm。     

980nm垂直腔面发射激光器的研制

采用低压金属有机化合物气相外延生长技术,应用AlAs/AlGaAs选择性湿氮氧化工艺实现光、电限制,制备出具有一定性能的980nm内腔接触式氧化物限制型顶发射980nm垂直腔面发射激光器(VCSEL).通过制备不同氧化孔径尺寸的VCSEL,分析了氧化孔径尺寸大小对器件的阈值电流和串联电阻的影响.获得的最小阈值电流为0.8mA,最大光输出功率达8mW.     

980nm垂直腔面发射激光器的研制

采用低压金属有机化合物气相外延生长技术,应用AlAs/AlGaAs选择性湿氮氧化工艺实现光、电限制，制备出具有一定性能的980nm内腔接触式氧化物限制型顶发射980nm垂直腔面发射激光器(VCSEL). 通过制备不同氧化孔径尺寸的VCSEL，分析了氧化孔径尺寸大小对器件的阈值电流和串联电阻的影响. 获得的最小阈值电流为0.8mA，最大光输出功率达8mW.     

980nm垂直腔面发射激光器的研制

采用低压金属有机化合物气相外延生长技术,应用AlAs/AlGaAs选择性湿氮氧化工艺实现光、电限制,制备出具有一定性能的980nm内腔接触式氧化物限制型顶发射980nm垂直腔面发射激光器(VCSEL).通过制备不同氧化孔径尺寸的VCSEL,分析了氧化孔径尺寸大小对器件的阈值电流和串联电阻的影响.获得的最小阈值电流为0.8mA,最大光输出功率达8mW.     

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。     

980nm高功率垂直腔面发射激光器的理论分析

理论分析了980nm高功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)的器件特性与其分布布拉格反射镜(DBR)反射率的依赖关系,并计算了具有不同有源区直径的VCSEL的输出特性.分析了具有不同有源区直径的VCSEL在不同DBR反射率条件下的连续输出特性曲线,发现DBR反射率的改变会对有源区直径不同的VCSEL产生不同程度的影响.为了验证理论分析的结果,进行了器件测试实验.实验结果表明,有源区直径为500μm的VCSEL,当其N-DBR反射率分别为99.7%及99.2%时,在连续注入电流为6A时,其输出功率分别为2.01W和2.09W;而有源区直径为200μm的VCSEL,当N-DBR反射率为99.7%及99.2%时,连续注入电流为3A时,其输出功率分别为0.64W及1.12W.器件测试结果有效验证了理论分析的结论.     

高功率980nm垂直腔面发射激光器的温度特性

应变补偿量子阱结构因带宽大、增益高和波长漂移速度低等特点而成为近年来研究的热点.首次介绍了国内980 nm 高功率InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱结构的垂直腔面发射激光器(VCSEL) 变温实验,测得脉冲条件下600 μm直径的器件在10-100℃温度范围内发射波长漂移速度为0.05 nm/K,阈值电流随温度变化呈现先缓慢下降后迅速上升的特性.结合VCSEL反射谱、PL谱和增益峰值波长漂移速度,对器件阈值电流特性进行了合理的分析和解释.连续工作状态下,测试得到器件峰值功率为1 W,根据波长与耗散功率的实验曲线及热阻计算公式,可估算出垂直腔面发射激光器热阻值为10 K/W.     

长春光机所研制成功了980nm高功率垂直腔面发射激光器

长春光机所与中科院物理所共同承担的创新项目“980nm高功率垂直腔面发射激光器”已通过成果鉴定。 在该项目的研究过程中,科技人员对高功率垂直腔面发射激光器的结构进行了优化设计,攻克了一系列关键工艺技术,在980nm高功率垂直腔面发射激光器研制方面取得了突破性进展;在     

980nm大功率垂直腔底发射激光器

报道980nm大功率底发射垂直腔面发射激光器的结构、研制及器件的阈值电流、输出功率和光谱特性．在室温(24℃)下，5A连续电流工作时，出光孔径400μm的器件激射波长为984．1nm，输出功率达到1．42W，是目前所能见到报道中最高的．研究了出光孔径600μm的器件在连续工作时，激射波长、光谱半高宽随注入电流的变化以及在重复频率100Hz，脉冲宽度50—1000μs条件下的输出功率、效率与注入电流的关系．     

980nm垂直腔面发射激光器的外延生长

模拟了垂直腔面发射激光器(VCSEL)的反射谱和量子阱增益谱,采用金属有机物化学气相沉积设备外延生长了980 nm的垂直腔面发射激光器,制作了氧化孔径为14 μm的内腔式氧化限制型VCSEL器件,其阈值电流为3.3mA,阈值电压为1.8V,斜率效率为0.387 W/A,室温直流电流为22.8 mA时,输出光功率为5 mW.     

垂直腔面发射激光器

The development and application of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) are summarized in this paper. The emphasis is focused on the high power single and 2-D arrays bottom-emitting VCSELs with a wavelength of 980nm. A distinguished device performance is achieved. The maximum continuous-wave (CW) output power of large aperture single devices with active diameters up to 500μm is as high as 1.95W at room temperature, which is to our knowledge the highest value reported for a single device. Size dependence of the output power, the threshold current and the differential resistance are discussed. A 16 elements array with 200μm aperture size (250μm center spacing) of individual elements shows a CW output power of 1.32W at room temperature.     

980nm垂直腔型面发射和接收器件及列阵的研制

采用相同生长结构的MOCVD外延片,研究制备适用于单片集成的垂直腔面发射与接收器件及列阵,发射及接收波长相同,由谐振腔模式决定.采用双氧化电流限制结构,优化串联电阻,提高电光转换效率,制备980nm波段发光器件及1×16列阵芯片,发射谱线半宽≤4.8nm,注入电流为50mA时,发射功率为0.7mW.对列阵芯片用探针进行在线检测,器件均有良好的发光特性.接收器件光电响应具有良好的波长和空间选择特性,谐振接收波长可利用不同角度光入射实现简单易行的调节.通过腐蚀器件顶部DBR的方法调节入射镜反射率,可以分别实现具有单片集成结构的谐振增强型发射和接收器件的优化设计.     

980nm垂直腔型面发射和接收器件及列阵的研制

采用相同生长结构的MOCVD外延片,研究制备适用于单片集成的垂直腔面发射与接收器件及列阵,发射及接收波长相同,由谐振腔模式决定.采用双氧化电流限制结构,优化串联电阻,提高电光转换效率,制备980nm波段发光器件及1×16列阵芯片,发射谱线半宽≤4.8nm,注入电流为50mA时,发射功率为0.7mW.对列阵芯片用探针进行在线检测,器件均有良好的发光特性.接收器件光电响应具有良好的波长和空间选择特性,谐振接收波长可利用不同角度光入射实现简单易行的调节.通过腐蚀器件顶部DBR的方法调节入射镜反射率,可以分别实现具有单片集成结构的谐振增强型发射和接收器件的优化设计.     

高斜效率高功率850nm氧化限制型垂直腔面发射激光器

报道了MOCVD生长的高性能850nm氧化限制型垂直腔面发射激光器.研制出的氧化直径为9μm的激光器25℃时的斜效率和阈值电流分别为0.82mW/mA和2.59mA,激光器在23mA时输出16mW最大光功率.氧化直径为5μm的激光器25℃时的最小阈值电流为570μA,其最大饱和光功率为5.5mW.     

高斜效率高功率850nm氧化限制型垂直腔面发射激光器

报道了MOCVD生长的高性能850nm氧化限制型垂直腔面发射激光器．研制出的氧化直径为9μm的激光器25℃时的斜效率和阈值电流分别为0．82mW／mA和2．59mA，激光器在23mA时输出16mW最大光功率．氧化直径为5μm的激光器25℃时的最小阈值电流为570μA，其最大饱和光功率为5．5mW．     

垂直腔面发射激光器温度特性的研究

借助于SV232低温恒温器及LD2002C5 VCSEL测试系统,对内腔接触式氧化物限制型垂直腔面发射激光器进行了变温实验研究,测得在- 10℃～70℃温度范围内,器件输出光功率、电压、斜率效率、发射波长和阈值电流随温度变化的实验曲线,并结合不同温度下VCSEL反射谱和增益谱的模拟结果,对实验曲线进行了很好的分析和解释。估算了连续工作状态下研制的InGaAs/GaAs垂直腔面发射激光器内部温升值,而且还得到了现有工艺条件下满足最低室温工作阈值的谐振腔谐振波长与增益谱峰值波长。     

垂直腔面发射微腔激光器

介绍垂直腔面发射激光器(VCSEL)的结构、特点、性能、应用以及最新进展，并对当前要解决的关键问题进行了论述。