9.0μm GaAs基量子级联激光器的波导优化

通过转移矩阵法和有效折射率法计算了9．0μm GaAs基量子级联激光器波导的模式损耗和限制因子，从而对其波导结构进行优化．计算中考虑了各外延层的厚度、脊宽和腔长的影响．给出了在较低阈值下节约材料生长时间的各外延层厚度．     

9.0μm锥形量子级联激光器

本文报道了波长为9.0μm的锥形量子级联激光器。与普通的脊形量子级联激光器相比,锥形量子级联激光器的水平远场发散角更小。系统的研究了锥形角度对脊形区宽度约为11μm的锥形量子级联激光器器件性能的影响,结果表明3°的锥形角是一个优化的角度,锥形角为3°时量子级联激光器具有较高的功率和仅为7.1°的水平远场发散角。     

5.36μm InP基一维光子晶体量子级联激光器

制作了基于InP基量子级联激光器的一维光子晶体.采用普通光学曝光的方法代替电子束曝光,结合反应耦合等离子刻蚀,在激光器的一侧腔面制作出4个周期的空气/半导体对作为Bragg反射器.对于一个22μm宽,2mm长的正焊器件,80K下的光谱测试证实了其准连续激射,激射波长为5.36μm.     

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.     

GaAs基量子级联激光器材料结构设计的进展

GaAs基量子级联激光器的出现,在器件的设计制作和处理工艺上开辟了有意义的前景。本文概述了近年来GaAs基量子级联激光器在波导核心层、波导以及光学谐振腔方面设计的原理、进展,并介绍了一些新颖的结构。     

高效率量子级联激光器

由于宽带宽光通信和光记录应用的需求,二极管激光器的商业用途在过去十年中极大地提高。电子和空穴被电力射入激活区,以发射光子复合,激光波长基本由激活区的带隙决定。这些激光器在光谱的近红外(08～16μｍ)和可见光区(包括蓝光)达到高效率。但由于缺乏合适的高质量小带隙半导体,它在中红外光谱带(2～20μｍ)有严重缺陷。与现在广泛用于通信和消费电子器件的短波长材料(ＡｌＧａＡｓ/ＧａＡｓ,ＩｎＰ/ＧａＩｎＡｓＰ)相比,这些材料(如铅盐)一般不够耐用,难于处理,可靠性较低。中红外光谱(图1)称作“分子足迹区”,该区气体有与分子振动相关…     

5.36μm InP基一维光子晶体量子级联激光器

制作了基于InP基量子级联激光器的一维光子晶体.采用普通光学曝光的方法代替电子束曝光,结合反应耦合等离子刻蚀,在激光器的一侧腔面制作出4个周期的空气/半导体对作为Bragg反射器.对于一个22μm宽,2mm长的正焊器件,80K下的光谱测试证实了其准连续激射,激射波长为5.36μm.     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器

利用分子束外延方法生长了激射波长约为9μm的GaAs/Al0.45Ga0.55As量子级联激光器.条宽35μm,腔长2mm的器件准连续激射温度最高达120K,81K下未经收集效率修正的峰值功率超过70mW.     

7.8μm二级分布反馈量子级联激光器

报道了基于应变补偿的InP基In0.53+xGa0.47-xAs/In0.52-yAl0.48+yAs分布反馈量子级联激光器.采用二级光栅作为反馈,激射工作波长为7.8μm,在1%占空比,5kHz频率的工作条件下,在93～173K的温度范围内,单模发射光谱边模抑制比均超过20dB,调谐系数dλ/dT=0.5125nm/K.在93K时,峰值功率为30mW,直到153K时,峰值光功率仍达到12mW.     

7.8μm二级分布反馈量子级联激光器

报道了基于应变补偿的InP基In0.53+xGa0.47－xAs/In0.52－yAl0.48+yAs分布反馈量子级联激光器．采用二级光栅作为反馈,激射工作波长为7.8μm,在1%占空比,5kHz频率的工作条件下,在93～173K的温度范围内,单模发射光谱边模抑制比均超过20dB,调谐系数dλ/dT=0.5125nm/K．在93K时,峰值功率为30mW,直到153K时,峰值光功率仍达到12mW．     

太赫量子级联激光器的表面等离子波导的色散分析

对非对称的双面金属结构的放大区的色散损耗关系基于Drude模型和麦克斯韦方程进行数学推导,其后的PhotonDesign仿真证实了理论推导的正确性;并结合等效系数法首次将该推导过程应用于对基本脊型波导的色散及模的分析,为今后研究复杂脊型波导结构提供了理论依据.     

高输出功率锥形波导太赫兹量子级联激光器

制作了基于锥形波导结构的高输出功率的太赫兹(THz)量子级联激光器。激光器采用单面金属波导结构,并采用锥形波导形状提高光输出功率,且保证了良好的光斑远场发散角。激光器水平方向远场光斑发散角为18.4?,器件输出中心波长为93 μm(3.23 THz),器件最高输出功率达到了185 mW,最高工作温度为95 K。80 K时,器件的最高脉冲输出功率能达到65 mW。基于如此高的输出功率,制作了液氮杜瓦封装的小型便携式太赫兹激光源。     

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.     

无需空穴参与的量子级联激光器

无需空穴参与的量子级联激光器过去十年中，紧凑型半导体激光器使几个新技术领域获得发展。最引人注目的有光通信、光数据存储和光盘。但直至今日，半导体激光器只在相当窄的波段（主要是近红外）内得到发展，这点限制了其进一步应用。短波段激光器近来有了高速发展。红光...     

量子级联激光器的发展及其应用

量子级联激光器作为新近出现的全固化小型理想中远红外激光源,引起了人们极大的兴趣,本文介绍了量子级联激光器的发展、应用状况及一些可能的应用范围。     

量子级联激光器的原理及研究进展

量子级联激光器的发明是半导体激光器领域里程碑的发展,开创了中远红外半导体激光的新领域,在红外对抗、毒品和爆炸物检测、环境污染监测、太赫兹成像等方向有广泛的应用前景.本文阐述了量子级联激光器的基本原理、以及材料和器件的研究,结合应用方向对其研究进展进行了综述性介绍.     

GaAs/AlGaAs量子级联激光器

利用分子束外延方法生长了激射波长约为9μm的GaAs/Al0.45Ga0.55As量子级联激光器.条宽35μm，腔长2mm的器件准连续激射温度最高达120K，81K下未经收集效率修正的峰值功率超过70mW．     

太赫兹Si/SiGe量子级联激光器波导模拟

波导层结构设计是制备太赫兹(THz)量子级联激光器的关键问题之一.本文基于德鲁得(Drude)模型,利用时域有限差分(FDTD)法,对Si/SiGe量子级联激光器的波导层进行优化设计,从理论上对传统的递变折射率波导、单面金属波导、双面金属波导以及金属/金属硅化物波导横磁模(TM模)的模式损耗和光场限制因子进行了对比分析.结果表明,金属/金属硅化物波导不但可以减小波导损耗,而且有很高的光学限制因子,同时其工艺也比双面金属波导容易实现,为Si/SiGe太赫兹量子级联激光器波导层的设计提供了一定的理论指导.