用类锑半导体量子点激光器成功地进行1.3μm波段的室温振荡

日本通信综合研究所研制成功了在光通信波段(1．3μm波段)工作的类锑半导体量子点激光二极管，并进行了室温振荡。据理论推测，半导体量子点激光器的功耗、温度特性优于以往的半导体激光器。由于使用廉价的GaAs衬底，半导体量子点激光器的制造成本明显降低。在以往的研究中，将InAs作为形成量子点的材料来使用，但因施加于InAs量子点的品格畸变而使材料特性发生改变，振荡波长约为1μm，故很难在光通信波段工作。     

量子点激光器

半导体激光器是许多日常装置的关键部件。光纤通信和小型光盘驱动器可能是两个最为人熟知的例子，目前仍在世界范围努力研究与开发，以改善这些器件的性能，如使其更小，亮度更高，更有效，或可在新波长下激射。新的一类半导体激光器，即自组成量子点激光器，则在上述诸多方面显现很大希望。当一个导带中的电子与一个价带中的电子空位或空穴复合时，半导体激光器便辐射激光，发光波长一般取决于半导体的带隙宽度，即价带顶端与导带底部之间的能量差。例如，GainS半导体，带隙约1．9eV，发射红光。对半导体的大多数有用性能起重要作用的带…     

1.3μm波段单横模大功率输出量子点激光器

为了制备大功率、单横模输出的量子点激光器,对有源多模干涉波导结构进行了研究。通过优化器件结构设计,采用1×1型有源多模干涉波导结构,以均匀多层InAs/InGaAs/GaAs量子点材料作为有源区,制备了1.3μm波段的有源多模干涉结构量子点激光器。连续电流注入条件下的测试结果表明,与传统的均匀波导结构器件相比,有源多模干涉结构器件具有更低的串联电阻和更好的散热性能;在连续电流为0.5A的小注入情况下,器件的输出功率可达114mW、中心波长为1332nm。结果表明,有源多模干涉结构器件是制备大功率、单横模输出光发射器件的一种有效的器件结构。     

1.3μm波段单横模大功率输出量子点激光器

为了制备大功率、单横模输出的量子点激光器,对有源多模干涉波导结构进行了研究。通过优化器件结构设计,采用1×1型有源多模干涉波导结构,以均匀多层InAs/InGaAs/GaAs量子点材料作为有源区,制备了1.3μm波段的有源多模干涉结构量子点激光器。连续电流注入条件下的测试结果表明,与传统的均匀波导结构器件相比,有源多模干涉结构器件具有更低的串联电阻和更好的散热性能;在连续电流为0.5A的小注入情况下,器件的输出功率可达114mW、中心波长为1332nm。结果表明,有源多模干涉结构器件是制备大功率、单横模输出光发射器件的一种有效的器件结构。     

量子点激光器

本文介绍了新型量子点激光器的概念。量子点激光器的制造技术及量子点激光器的性能。最后指出了量子点激光器的发展趋势。     

1.3～1.55μm波长DFB和DBR激光器最新进展

本文介绍近年来国外在研制1.3～1.55μm 波长 InGaAsP 材料系 DFB 和 DBR激光器方面取得的最新成果。     

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．     

1.3μm半导体激光器的可靠性失效模式及其改进对策

本文叙述了光传输系统用的1.3μm InGaAsP/InP DH 激光器的四种失效模式,并提出了改进激光器可靠性的对策。     

高性能实用化GaInP-AlGaInP半导体量子阱可见光激光器

用低压MOVPE方法研制出了波长为650nm与670nm的GaInP－AlGaInP半导体量子阱可见光激光器，并已形成一定批量生产能力，批量生产的670nm与650nm半导体量子阱可见光激光器的阈值电流典型值为35mA，额定输出光功率不小于5mw，标称工作温度不低于50℃，预计20℃时寿命接近100000小时，主要技术指标达到目前进口同类产品水平，完全可以满足实用要求。     

量子点激光器

主要介绍了量子点激光器的产生、量子点的生长制作、激光器基本结构和性能、最新进展和未来发展要解决的问题。     

1.5μm半导体激光器绝对频率标准

基于NH_3分子在近红外波段振转能级跃迁机制,作者将1.5μm GRIN-ROD外腔InGaAsP BH激光器频率锁定到NH_3吸收谱线上,它的波长是15196。作为一个绝对的频率标准,该系统长时间的频率漂移和抖动小于1MHz。     

半导体量子点激光器的发展

本文综述了半导体量子点激光器的发展和研究现状，并简单介绍了量子点材料的自组装生长，量子点在其他光电子器件上的应用及其发展趋势。     

1.3μm自组织InGaAs/InAs/GaAs量子点激光器分子束外延生长

报道了分子束外延生长的1.3μm多层InGaAs/InAs/GaAs自组织量子点及其室温连续激射激光器.室温带边发射峰的半高宽小于35meV,表明量子点大小比较均匀.原子力显微镜图像显示,量子点密度可以控制在(1～7)×1010cm-2范围之内,而面密度处于4×1010cm-2时有良好的光致发光谱性能.含有三到五层1. 3μm量子点的激光器成功实现了室温连续激射.     

基于1.3μm增益开关DFB激光器的外电光采样系统

建立了基于１．３μｍ增益开关分布反馈式（ＤＦＢ）半导体激光器的外电光采样系统．通过微小的ＬｉＴａＯ３电光探头做为电场传感器，实现了对具有重复频率的快速电脉冲波形的光学采样测量．实验测量了光电器件的脉冲响应及微带传输线上的梳状波波形．系统的性能分析表明该系统具有１８ＧＨｚ的带宽．     

室温激射应变补偿5.5μm量子级联激光器

利用应变补偿和优化波导结构来提高量子级联激光器的性能,实现了波长为5.5μm量子级联激光器的室温激射.利用双晶X射线衍射实验对材料生长质量进行了检验.对于条宽为20μm,长为2mm的脊形波导激光器,室温最大输出功率为单腔面45mW.     

1.3μm混合应变量子阱激光器偏振特性分析

本文报道了采用混合应变量子阱作为有源区的激光器,并对其进行了测试和分析．偏振Ｐ－Ｉ曲线表明这种激光器的ＴＥ和ＴＭ激射模式分别对应于不同的阈值电流,ＴＭ模式的阈值电流在一定温度范围内随温度升高而降低,ＴＭ模式的斜率效率和总的斜率效率在一定温度范围内随温度升高而升高．测试了不同电流和温度下的偏振激射谱,两种激射谱随电流和温度改变都有很大变化,表明ＴＥ和ＴＭ激射模式之间有强烈的互作用．我们认为可能是由载流子分布与强激光辐射之间的非线性效应引起的．     

量子点激光器研究进展综述

本文综述了量子点激光器的研究进展。介绍了量子点激光器的结构原理、生长及其优化；对量子点激光器光电特性从实验和建立模型进行描述；给出以速率方程描述的量子点激光器的动态特性如光增益均匀展宽、激射光谱控制、激发态迁移等；最后展望了量子点激光器的研究方向。     

有源区Be掺杂对1.3μm InAs量子点激光器性能的影响

利用分子束外延技术在GaAs(100)衬底上生长了1.3μm InAs DWELL量子点激光器结构,研究了有源区Be掺杂对量子点激光器性能的影响。研究表明,对有源区进行Be掺杂可以有效降低InAs量子点激光器的阈值电流密度,提升激光器的输出功率,增加激光器的温度稳定性。研制的Be掺杂InAs量子点激光器的阈值电流降低到12mA,相应的阈值电流密度仅为100 A/cm²,激光器的最高输出功率达到183 mW,最高工作温度达到了130℃。这对InAs量子点激光器器件在光通信系统中的应用具有重要意义。     

量子点及其量子点激光器

本文介绍了零维量子阱结构的量子点生长以及使用这种量子点制作量子点激光器的研究现状。