窄条AlGaAs激光器自脉动的研究及结构设计

阐述了窄条A1GaAs激光器自脉动现象产生的机理和条件,利用激光器的自脉动可以进行全光3R时钟提取,并研究改变激光器的结构参数对自脉动现象的影响规律。重点提出了一种在窄条AlGaAs激光器中加入量子阱结构的方法,通过仿真实验表明,该种含量子阱结构的窄条AlGaAs激光器能够提高输出光脉冲的频率和功率,减少输出光脉冲散光特性。     

窄条AlGaAs激光器的自脉动研究

分析了利用窄条AlGaAs激光器的自脉动来进行3R时钟提取的基本原理,阐述了F-P腔半导体激光器自脉动产生的机理和条件,同时研究了窄条AlGaAs激光器的结构参数对自脉动的影响,提出了一种在不规则窄条AlGaAs激光器中加入量子阱结构以提高输出光脉冲频率和功率的方法.并使用仿真程序对该方法进行了仿真实验.     

全光3R中的窄条AlGaAs激光器自脉动研究

分析了利用窄条AlGaAs激光器的自持脉动来进行3R时钟恢复的原理,着重阐述F—P腔半导体激光器自持脉动产生的机理和条件,同时研究窄条AlGaAs激光器的结构参数对自持脉动的影响．在此基础上讨论了改变自脉动频率和提高输出光脉冲功率的方法．最后提出了通过采用一种不规则窄条结构来提高激光器的输出光脉冲频率的方法,并使用仿真程序进行了仿真实验．结果表明,采用该结构可以比在同样条件下采用规则窄条结构获得更高频率的输出光脉冲．     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器自脉动动力学

利用步进扫描时间分辨傅里叶变换红外光谱,研究了波长9.76μm GaAs/AlGaAs量子级联激光器的准连续波激射谱.在驱动电流周期内,时间上堆叠的发射谱能够观察到明显的光强自脉动现象.有源区中的自加热积累大大影响了电子的驰豫和输运性质.热引起的在注入区较高子能级中占据的载流子由于这些子能级与下一注入区的连续态形成共振条件而泄露,而耦合阱有源区中第四子能级的存在加快了这个过程.周期性破坏和恢复的共振条件所引起的载流子泄露在很大程度上导致了时域堆叠光谱的自脉动.     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器自脉动动力学

利用步进扫描时间分辨傅里叶变换红外光谱,研究了波长9.76μm GaAs/AlGaAs量子级联激光器的准连续波激射谱.在驱动电流周期内,时间上堆叠的发射谱能够观察到明显的光强自脉动现象.有源区中的自加热积累大大影响了电子的驰豫和输运性质.热引起的在注入区较高子能级中占据的载流子由于这些子能级与下一注入区的连续态形成共振条件而泄露,而耦合阱有源区中第四子能级的存在加快了这个过程.周期性破坏和恢复的共振条件所引起的载流子泄露在很大程度上导致了时域堆叠光谱的自脉动.     

InGaAs／AlGaAs单量子阱激光器低阈值激射

研制了InGaAs/AlGaAs SQW激光器,对其工作特性如阈值电流密度、激射波长、特征温度、远场分布等进行了研究. 用MOCVD方法生长制备了InGaAs/AlGaAs分别限制单量子阱结构材料,得出其各层组分和能带分布.首先在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层和AlGaAs波导层,然后生长窄能带的AlGaAs量子阱势垒层,再继续生长InGaAs量子阱有源区.其后继续生长AlGaAs势垒层、高Al组分AlGaAs波导层和GaAs高掺杂欧姆接触层.我们发现在低温范围里(160 K～220 K)阈值电流密度随温度升高而减小,与普通量子阱激光器正相反,表现出负的特征温度.随着温度进一步提高,阈值电流密度表现出指数式增大.300 K下腔长2000 μm的激光器最低的阈值电流密度约为200 A/cm2.(OD7)     

三区DFB激光器高速自脉动的研究

全光信号再生技术是超高速大容量全光网络中的核心技术,其中全光时钟提取是全光再生技术的关键,基于多区DFB激光器件自脉动进行时钟提取是最佳选择方案。基于双区DFB激光器件自脉动研究的基础上,对三区DFB激光器件的自脉动特性进行了讨论和数值模拟分析,并对提高自脉动频率的方案进行了研究。     

窄发散角量子阱激光器的结构设计与分析

本文对ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱结构激光器中重要的结构参数与远场垂直发散角的关系作了系统的理论计算与分析，提出了实现２０°～３０°垂直发散角的有效途径，并同时研究了对激光器的光功率限制因子、阈值电流密度等重要参数的影响．     

808nm GaAs/AlGaAs大功率半导体激光器波长的影响因素及控制

通过对影响GaAs／AlGaAs激光器波长的各种因素的分析讨论与实验研究，制备了性能优良的808umGaAs／AlGaAs大功率激光器材料．应用此材料制作的激光器的结果表明，器件室温连续输出功率1W时，激射波长仍可保持在808nm附近，器件的室温连续输出功率已达2.3W．     

GaAs/AlGaAs多量子阱激光器

用国产的分子束外延设备生长出多量子阱激光器结构,在室温下,其宽接触阈电流密度为3000A/cm~2,质子轰击条形器件单管最佳阈值电流为128mA,单面连续输出功率可大于22mw,在一定注入范围内可单纵模工作,最高单面微分量子效率达34％,激射波长在8590～8640埃之间,远场光强分布呈单峰,在室温附近的特征温度T_o为202K.对外延材料和器件的初步研究表明,AlGaAs材料特别是掺杂的AlGaAs材料质量不理想是导致激光器阈电流密度不够低的可能原因.     

混合光栅型的三段式自脉动DFB激光器

制作了1.55μm InGaAsP-InP三段式混合光栅型DFB激光器.观察到了20GHz左右的自脉动信号.讨论了自脉动的产生机制,并且对调相区所起的作用进行了研究.     

GaAs／AlxGa1—xAs多量子阱掩埋条形激光器

利用ＭＢＥ生长的ＧａＡＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ折射率渐变－分别限制－多量子阱材料（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ－ＭＱＷ），经液相一次掩埋生长，制备了阈值最低达２．５ｍＡ（腔面未镀膜），光功率室温连续输出可达１５ｍＷ／面的半导体激光器，经腔面多功能摹一器件已稳定工作４５００多小时。     

单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器

本文介绍了用分子束外延法制作的梯度折射率分别限制式单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器。该器件具有较低的阈值电流密度和单模运转特性,连续输出功率可达55mw。     

MBE生长高质量GaAs／AlGaAs量子阱激光器

我们利用分子束外延方法研制了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ缓交折射率分别限制（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ）单量子阱和双量子阱激光器．对腔长为６００μｍ的端面不镀膜的宽接触条型Ｆ－Ｐ腔激光器，阈值电流密度（平均值）分别为２９０Ａ／ｃｍ２和２４０Ａ／ｃｍ２．腔长在１２００μｍ的双量子阱激光器的阈电流密度低达１９０Ａ／ｃｍ２．对出光面和背面分别镀以增透膜和高反膜的宽接触条型（８０μｍ）．激光器，线性输出功率高达１．８２Ｗ；出光面的斜率效率达到１．０４Ｗ／Ａ；利用湿法化学腐蚀所制备的脊形波导结构单量子阱激光器阈值电流最低可达８ｍＡ     

AlGaAs/GaAs量子阱探测器的吸收光谱研究

从定态Schrodinger方程出发,研究了不同Al组分和不同温度对宽量子阱红外探测器吸收光谱的影响。当体系的费米能级固定后,发现量子阱基态束缚能随着A1组分增长而变大,且相应的吸收光谱峰值趋于短波。环境温度对A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器的响应光谱影响不大。通过理论计算定量给出了A1GaAs/GaAs量子阱红外探测器吸收光谱随量子阱阱宽、Al组分和温度变化的规律。     

低阈值基横模脊形波导GaAs／AlGaAs单量子阱激光器

本文报道了脊形波导结构ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器的研究成果．我们采用湿法化学腐蚀方法，通过对器件结构参数的优化，制备了性能优越的脊形波导ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器，器件的阈值电流低于１０ｍＡ，最低值为７．３ｍＡ，而且实现了基横模工作，这是国内报道的该结构激光器的最好水平．     

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.     

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.     

GaAs／AlGaAs多量子阱红外探测器材料研究

本文报道ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多量子阱长波长红外探测器材料的制备及其性能．这种材料由ＧａＡｓ阱和ＡｌＧａＡｓ势垒组成，除内ｎ型掺杂，具有５０个周期．利用分子束外延技术成功地生长出了大面积（２英寸）均匀（厚度△ｔ＿ｍａｘ／≤３％，组分△　ｘ＿ｍａｘ／ｘ≤３．４％，掺杂浓度△ｎｍａｘ／ｎ≤３％，椭圆缺陷≤３００ｃｍ－２）的外延材料．分析了暗电流的成因，通过加厚势垒（Ｌｂ≥３００）、控制掺杂（ｎ≤１×１０￣１８ｃｍ￣３）、精确设计子带结构，将暗电流降低了几个数量级，同时使电子的输运得到了改善．由此得到了高质量的