光子晶体垂直腔型表面发射和接收光电子器件

介绍了制作光子晶体垂直腔面发射激光器实验研究的主要内容,包括材料的光谱测试分析、氧化工艺以及制作光子晶体等,成功制作了波长在980nm附近的光子晶体垂直腔面发射激光器.在此基础上,采用高精度湿法腐蚀和感应耦合等离子体干法刻蚀技术,研究制作了基于垂直腔面发射激光器外延材料的光子晶体谐振腔增强型探测器.     

二维光子晶体对面发射激光器横模控制研究

垂直腔面发射激光器的单模输出特性在光网络数据传输光互连、光存储和激光打印中有重要的应用.传统的氧化限制型垂直腔面发射半导体激光器由于串联电阻大、发热严重而很难工作在单模状态.二维光子晶体结构可以有效地控制垂直腔面发射激光器的横向模式,使器件工作在单模状态下.从理论上系统研究了光子晶体垂直腔面发射半导体激光器的单模条件,成功设计了一组单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器,并通过常规工艺制作出功率0.6 mW、边模抑制比大于30 dB、阈值电流4 mA、远场发散角8.4°、不受电流注入影响的单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器.实验证明:光子晶体可有效地进行横模控制.     

光子晶体垂直腔面发射激光器特性研究

本文介绍了光子晶体垂直腔面发射激光器的制备工艺、工作原理、基本特性和研究进展,重点评述了光子晶体垂直腔面发射激光器的优良特性及应用前景.我们认为光子晶体垂直腔面发射激光器是一种新型的半导体激光器,它具有大出光孔径、较高的出光功率、稳定的单模、多芯传输等特点,而且具有优良的热特性和高速调谐特性,可在二维光信息处理的GaAs基近红外波段激光器、面阵集成等方面具有很大的应用潜力.     

质子注入型光子晶体垂直腔面发射激光器制备

在光子晶体垂直腔面发射激光器中采用质子注入工艺,使台面工艺变成纯平面工艺,降低了光子晶体结构制备难度,简化了器件制备,提高了器件的均匀性。质子注入型光子晶体垂直腔面发射激光器中的光子晶体结构,在电流限制孔小于光子晶体缺陷孔时,仍能控制器件光束及模式特性,该结果可用于优化器件阈值电流,制备高性能低阈值电流基横模器件。实验所设计制备的器件,在注入电流小于12.5 mA时,阈值电流2.1 mA,出光功率大于1 mW,远场发射角小于7,有效验证了光子晶体结构在质子注入型面发射激光器中的光束改善及模式控制作用。     

光子晶体垂直腔表面发射激光器及其进展

单基模垂直腔表面发射激光器（VCSEL）是光网络数据传输、光互连、光存储、激光打印及军事应用中的重要器件。光子晶体是20世纪80年代末提出的新概念和新材料。目前,光子晶体垂直腔表面发射激光器（PC—VCSEL）是国际上研究的热点。介绍了PC-VCSEL的典型结构、制作工艺及进展。     

单横模光子晶体微腔激光器的研究

对单横模激射的光子晶体垂直腔面发射激光器的设计具有指导作用。把单横模光子晶体光纤理论用于光子晶体微腔,分析有效归一化频率随晶格常数和填充比的变化关系;采用时域有限差分方法计算二维空气孔型三角结构光子晶体的完全带隙。利用上述计算结果,选取合适的光子晶体结构参数,实现单横模激射。从载流子数面密度和光子数面密度的速率方程出发,分析了光子晶体的引入对激光阈值的影响。     

超低阈值横向腔光子晶体面发射激光器

首次在无DBR结构的商业外延波导晶片上实现了电泵横向腔光子晶体面发射激光器(LC-PCSEL)。深孔刻蚀技术使光子晶体深达2.6μm,穿透有源区,对有源区的模式直接调制。通过较小区域的光子晶体与FP腔的融合集成,利用带边模式Γ2-1的横向振荡垂直输出特性,室温下获得了1553.8 nm的面发射激光,线宽0.4 nm。超低阈值电流密度为667 A/cm2,纵向和横向的远场发散角分别为7.5°和5.5°。LC-PCSEL的设计为电注入面发射激光器的研制提供了新的思路,为该类激光器的批量生产提供了可能。     

光子晶体垂直腔面发射激光器的研究进展

单模垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有低功耗、小发散角、高调制带宽和易于二维集成等优点,在光互连、光存储、高速激光打印和长波通讯等方向有着很好的应用前景。调节VCSEL顶部和底部反射层的结构可以很容易地实现单纵模条件,然而要实现横向单模输出,就要同时对出射光加以横向限制。在VCSEL的顶部反射层刻蚀出二维光子晶体结构构成的光子晶体VCSEL实现了稳定的单横模激光输出。介绍了光子晶体VCSEL的基本结构、工作原理、研究进展和应用领域,并探讨了如何使光子晶体VCSEL获得更高的出光功率、控制激光偏振特性和减小发散角等问题。最后评述了光子晶体VCSEL的国内研究现状,并对未来的研究做了展望。     

光子晶体使面发射量子级联激光器成为可能

将光子晶体共振腔内置到量子级联激光器中，美国的研究人员已开发出一种小型的面发射激光器。这种激光器将在化学传感、光谱分析及成像中具有潜在的应用。美国新泽西州默里希尔的贝尔试验室和帕萨迪纳州的加利福尼亚工学院的科研小组共同研制的中红外激光器可作为研究光子晶体及微腔作用的样机系统。     

光子晶体面发射蓝光激光器的高速调制性能分析

光子晶体面发射激光器基于光子晶体能带带边模式,形成二维微腔谐振,继而实现光增益和激射,其具有高功率、单纵模等优异特性。基于氮化镓基蓝光激光器结构和速率方程调制理论,对异质结构光子晶体面发射激光器进行了动态调制性能分析。通过仿真计算得出,在所研究的激光器结构参数下,阈值电流为1.76 mA,最大3 dB调制带宽为42 GHz,最低数据发送能耗为62.78 pJ·bit^-1,展示出了该结构激光器的基础性能和高速调制特性,为具有大调制带宽的蓝光激光器的设计提供了参考。