高功率1060 nm半导体激光器波导结构优化

针对高功率1060 nm半导体激光器的外延结构,分析了影响器件功率进一步提高的原因.根据分析,优化了激光器的量子阱结构和波导结构,并理论模拟了波导宽度对模式和输出功率的影响.根据不同模式的光场分布,对量子阱有源区的位置进行了优化,并设计了非对称、宽波导结构.对不同模式的限制因子进行了计算,结果表明,优化后的非对称波导结构能够在降低基模的限制因子的同时,增加高阶模式的损耗.     

高功率980nm非对称宽波导半导体激光器设计

设计了980nm非对称宽波导InGaAs/InGaAsP量子阱激光器,并在结构中插入电流阻挡层,有效地阻止载流子的泄露。用LASTIP软件对980nm非对称宽波导量子阱激光器进行理论模拟,与传统的980nm对称宽波导量子阱激光器相比,非对称宽波导量子阱激光器波导和量子阱之间有更小的能带差,非对称宽波导结构具有更低的阈值电流,更高的斜效率以及更低的阻抗,所以带有电流阻挡层的980nm非对称宽波导InGaAs/InGaAsP量子阱激光器有更高的光电转换效率和输出功率。     

高效率半导体激光器波导层掺杂的优化设计

为获得高效率半导体激光器,理论分析并计算了p型波导层四种不同掺杂浓度分布对器件内损耗、串联电阻、阈值电流以及电光转换效率的影响,由此优化了p型波导层的掺杂浓度分布和厚度。根据计算及优化结果,p型波导层采取线性s杂分布,厚度为0.45μm,制备了腔长1200μm的980nm半导体激光器,其阈值电流为324mA,内损耗为1.62cm-1,串联电阻为136mΩ。当输入电流为1.98A时,激光器的斜率效率和输出光功率分别为1.05W/A和1.74W,对应的电光转换效率从未优化时的54.6%提高到58.4%。     

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.     

140W高功率非对称宽波导980nm半导体激光器

为了提高半导体激光器(LD)的出光功率,优化了P型波导层以及限制层的厚度。将光场的对称分布变成非对称分布,降低了有源区的光限制因子,从而降低了器件腔面的功率密度,避免器件出现腔面灾变损伤(COD);提高LD的电光转换效率,减小器件的散热路径,降低器件的热阻,从而有效抑制了器件的热饱和。设计并制作了非对称宽波导980 nm高功率LD。器件的综合测试性能为:当器件的注入电流为161 A时,器件的输出功率达到139.6 W,对应的斜率效率、电压和电光转换效率分别为0.91 W/A、1.79 V和48.4%。     

有机半导体波导和双异质结构器件的激光作用

自60年代后期首次演示接染料凝胶和分子晶体的激光作用以来，固体有机材料光泵所产生的受激发射已变得众所周知。对该领域的兴趣也因聚合物有机薄膜和轻分子量有机薄膜的高效、长寿命和很强电致发光的演示而复苏，此种现象象征着这些材料具有产生激光作用的可能性。最近对光泵聚合物几个研究的报导意味着有激光发射的现象。这里介绍圆盘波导和双异质结构中光泵真空淀积有机分子薄膜时产生激光作用的明显证据。在有机导电薄膜中实现激光作用将开辟发展新一类电泵浦激光二极管的道路。根据如下五个现象可对激光发射（与放大自发辐射不同，这里…     

用于半导体激光器的高效率复合波导结构

提出了一种高电光转换效率的新型复合波导半导体激光器结构（Composite Waveguide LD,CWG LD）。该器件结构高的电光转换效率得益于其所采用的Al组分阶梯分布AlxGa1-xAs波导层。通过优化设计波导层电阻率分布及能带分布,CWG LD结构在保证输出光功率的同时,可以有效地降低器件串联电阻并提高电光转换效率。结合理论分析及计算机数值仿真软件,分析了复合波导提升器件电光转换效率的机理。经优化,在激光器条宽为6 m、腔长为1 000 m的情况下,波导层阶梯数为1时CWG LD结构可以获得最大的电光转换效率。研究结果表明:在注入电流为900 mA时,CWG LD结构的串联电阻由常规波导器件结构的3.51 降低为2.67 ,电光转换效率由54.7%提升至69.5%。     

大功率宽面808nm GaAsP/AlGaAs量子阱激光器分别限制结构设计

本文对有源区条宽100μm的GaAsP/AlGaAs 808nm量子阱激光器分别限制结构进行了理论分析和设计.选取了三种情况的波导层和限制层的铝组分,分别计算和分析了波导层厚度与激光器光限制因子、最大出光功率、垂直发散角和阈值电流密度的函数关系.根据计算结果可知:当波导层和限制层铝组分为0.4和0.5时,采用窄波导结构可以获得器件的最大输出功率为11.2W,发散角为19°,阈值电流密度为266A/cm2;采用宽波导结构可以得到器件的最大输出功率为9.4W,发散角为32°,阈值电流密度为239A/cm2.     

波长(频率)可调谐半导体激光器

波长或频率可调谐的半导体激光器在光通信等实际应用领域中有着重要而广泛的应用。文章立足于实际应用,从谐振腔的结构出发,以调谐机理为研究对象,对可调谐半导体激光器进行了分类研究,并对它们的调谐特性做了总结     

有机半导体激光器研究的新进展

近年来,有机半导体激光器已经成为一个新的研究热点。叙述了光泵浦有机半导体激光器的最新研究进展,对实现电泵浦（ 电注入） 有机半导体激光器也进行了评述。     

Waveguide external cavity narrow linewidth semiconductor lasers

Narrow linewidth light source is a prerequisite for high-performance coherent optical communication and sensing.Waveguide-based external cavity narrow linewidth semiconductor lasers(WEC-NLSLs)have become a competitive and attractive candidate for many coherent applications due to their small size,volume,low energy consumption,low cost and the ability to integrate with other optical components.In this paper,we present an overview of WEC-NLSLs from their required technologies to the state-of-the-art progress.Moreover,we highlight the common problems occurring to current WEC-NLSLs and show the possible approaches to resolving the issues.Finally,we present the possible development directions for the next phase and hope this review will be beneficial to the advancements of WEC-NLSLs.     

低阈值电流、高量子效率脊形波导激光器

研制了低阈值电流、高量子效率670nm压缩应变单量子阱GaInP/AIGalnP脊形波导激光器。测量解理成的激光器条,腔长为300μm时,阈值电流为12．8mA,双面外部量子效率之和达到94．6％。     

半导体微腔激光器

文章简要叙述了微腔激光器的基本工作原理。采用先进的ＬＰＥ及反应离子刻蚀等微细加工技术制作了盘型－ 图钉式微腔结构,测得其有源区的光荧光谱的半宽度为０ ．０３２ ｅＶ,波长为８１５ ．３３ ｎｍ 。     

分别限制异质结可见光半导体激光器

研制成功高峰值功率分别限制异质结可见光半导体激光器,从理论及实验上研究了结构参数对器件性能的影响,得到了最佳的设计参数.     

具有高特征温度的808 nm大功率半导体激光器

研制出利用液相外延方法生长808 nm InGaAsP/GaAs分别限制单量子阱激光器,其室温连续输出功率达到4 W,室温工作的特征温度达到218 K.     

MBE生长高功率半导体激光器

对影响分子束外延（ ＭＢＥ） 材料生长的一些主要因素进行了细致的分析。利用ＭＢＥ生长出ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ 梯度折射率分别限制单量子阱激光器（ＧＲＩＮ－ ＳＣＨ－ ＳＱＷ） 材料。利用该材料制作出的列阵半导体激光器的准连续输出功率达到了６０ Ｗ（ｔ＝ ２００ μｓ,ｆ＝ ５０ Ｈｚ） ,峰值波长为８０８ ．４ ｎｍ 。     

Electrical characteristics of AlGaN/GaN metal-insulator semiconductor heterostructure field-effect transistors on sapphire substrates

The electrical performance of AlGaN/GaN metal-insulator semiconductor, heterostructure field-effect transistors (MISHFETs) were studied and compared to passivated and unpassivated HFETs. Record MISHFET current densities up to 1,010 mA/mm were achieved, and the devices exhibited stable operation at elevated temperatures up to 200°C. Higher maximum-drain current, breakdown voltage, and a lower gate-leakage current were obtained in the MISHFETs compared to unpassivated HFETs. The breakdown voltage of these devices exhibited a negative temperature coefficient of 0.14 VK⁻¹, suggesting that a mechanism other than impact ionization may be responsible. Different structures of MIS diodes also reveal that the high-field region at the gate edge dominates the breakdown mechanism of these devices. Gate-pulse measurements indicate the presence of current collapse in the MISHFETs, despite the expected passivation effect of the insulator. However, a striking feature observed was the mitigation of these effects upon annealing the devices at 385°C for 5 min under N₂ ambient.