1.3μm InGaAsP DCPBH多量子阱激光器

报导了发射波长为1.3μm、具有多量子阱有源层的InGaAsP双沟平面隐埋异质结(DCPBH)激光器制作与性能特征。这些激光器在30℃时阈值电流为40～50mA,外微分量子效率50%,在10～60℃温度范围T。值为160至180K。     

用液相外延生长的1.3微米InGaAsP/InP多量子阱激光器

我们用低温(T_g=589℃)液相外延生长技术二成功地制成了具有多量子阱有源层的1.3μm InGaAsP/InP双异质结构激光器.薄外延层的厚度小于De Brogile(德布罗意)波长.激光器的阈值电流为19mA,外微分量子效率为～40%,在—5℃～20℃范围内的T_0值为～145K;在20～70℃范围内的T_0值为～60K.     

高速宽温度范围无致冷DFB半导体激光器

报道了一种高性能的1.3μm波长的应变多量子阱分布反馈半导体激光器,它具有高的直接调制速率、宽的无致冷工作温度范围以及可靠性能好的特点.通过对激光器有源区、波导层以及DFB光栅结构的综合优化,所制作的激光器具有低的阈值电流以及高的量子效率,其室温直接调制速率达到16GHz,能实现-40℃～85℃范围内无致冷工作,其中值寿命超过200万小时.     

200K高特征温度的1.3μm AlInGaAs应变单量子阱激光器

在20～80℃范围内连续工作条件下,非对称波导层结构的1.3μm AlInGaAs/AlInAs单量子阱激光器的特征温度为200K,这是目前国内报道的相同有源材料、相同发射波长的激光器中最高的特征温度值.因此AlInGaAs是长波长光纤激光器的理想有源区材料.研究表明非对称波导结构能降低光吸收,提高激光器的高温特性和COD阈值.     

200K高特征温度的1.3μm AlInGaAs应变单量子阱激光器

在20-80℃范围内连续工作条件下,非对称波导层结构的1.3μm AlInGaAs/AlInAs单量子阱激光器的特征温度为200K,这是目前国内报道的相同有源材料、相同发射波长的激光器中最高的特征温度值。因此AlInGaAs是长波长光纤激光器的理想有源区材料,研究表明非对称波导结构能降低光吸收,提高激光器的高温特性和COD阈值。     

用简化的单晶生长工艺制造半导体激光器

日本索尼公司发展用单晶生长工艺制造840nm AlGaAs/GaAs半导体激光器,在室温下,阈值电流为0.88mA,是多层量子阱结构。在有源区中,多量子阱有6nm厚度的GaAs层。     

深Zn扩散GaAs/(GaAlAs)沟道衬底激光器

本文报导了密集电流限制的深Zn扩散GaAs/(GaAl)As沟道衬底激光器。该激光器具有非常低的阈值电流(低至12mA),较高的微分量子效率,直到10mW仍是单横模和单纵模工作。它的T_0值约为200℃,在10～70℃范围內阈位电流变化速率仅为0.07mA/℃。     

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)     

1.31μm InGaAsP/InGaAlAs TM偏振高速激光器的优化设计

报道了一种以InGaAsP(阱)/InGaAlAs(垒)量子阱为有源区的1.31μmTM偏振高速激光器。以1%张应变的In_(0.49)Ga_(0.51)As_(0.79)P_(0.21)作为阱层,0.5%压应变的InGaAlAs作为垒层,计算了由不同势垒带隙(1.309、1.232、1.177、1.136、1.040 eV)构成的五种多量子阱的发光特性,和由其构成的激光器的器件特性。数值模拟分析表明,采用适度小的势垒带隙,既能将载流子有效限制在有源区,又可以得到载流子在量子阱间的均匀分布,从而改善量子阱的发光特性和激光器的性能参数。该仿真对研制低阈值电流、高特征温度和大调制带宽的InGaAsP/InGaAlAs应变补偿量子阱激光器具有指导意义。     

太赫兹Si/SiGe量子级联激光器的能带设计

使用nextnano3模拟软件计算Si/Si1-xGex/Si量子阱的能带结构,对Si/SiGe量子级联激光器有源区的能带结构进行设计,结果表明使用Ge组分为0.27～0.3,量子阱宽度为3nm的SiGe合金与垒宽为3nm的Si层构成对称应变级联异质结构,有利于优化THz Si/SiGe量子级联激光器结构.     

太赫兹Si/SiGe量子级联激光器的能带设计

使用nextnano3模拟软件计算Si/Si1-xGex/Si量子阱的能带结构,对Si/SiGe量子级联激光器有源区的能带结构进行设计,结果表明使用Ge组分为0.27～0.3,量子阱宽度为3nm的SiGe合金与垒宽为3nm的Si层构成对称应变级联异质结构,有利于优化THz Si/SiGe量子级联激光器结构.     

2 μm半导体激光器有源区量子阱数的优化设计

利用LASTIP软件理论分析了有源区量子阱数目对不同组分的InGaAsSb/AlGaAsSb 2 m半导体激光器能带、电子与空穴浓度分布以及辐射复合率等性能参数的影响。研究表明: 量子阱的个数是影响激光器件性能的关键参数, 需要综合分析和优化。量子阱数太少时, 量子阱对电子束缚能力弱, 电子在p层中泄漏明显, 辐射复合率低。量子阱数过多时, 载流子在阱内分配不均匀, p型层中电子浓度升高, 器件内损耗加大, 辐射复合率下降。结合对外延材料质量的分析, InGaAsSb/AlGaAsSb 半导体激光器有源区最优量子阱数目为2~3。该研究结果可合理地解释已有实验报道, 并为2 m半导体激光器结构设计提供理论依据。     

AlGaInAs/InP应变补偿多量子阱激光器

为了优化在长距离光纤通讯系统中采用的1.31μm波长的量子阱激光器,对AlGaInAs/InP材料的有源区应变补偿的量子阱激光器进行了设计研究。采用应变补偿的方法,根据克龙尼克-潘纳模型理论计算出量子阱的能带结构,设计出有源区由1.12%的压应变AlGaInAs阱层和0.4%的张应变AlGaInAs垒层构成。使用ALDS软件对所设计出的器件进行了建模仿真,对其进行了阈值分析和稳态分析。结果表明,在室温25℃下,该激光器具有9mA的低阈值电流和0.4W/A较高的单面斜率效率;在势垒层采用与势阱层应变相反的适当应变,可以降低生长过程中的平均应变量,保证有源区良好的生长,改善量子阱结构的能带结构,提高对载流子的限制能力,降低阈值电流,提高饱和功率,改善器件的性能。     

高温稳定(T_0=180K)的新型异质结InGaAsP/InP激光器

日本富土通实验室提出了一种新型异质结InGaAsP/InP激光器,即双重载流子限制(DCC)异质结激光器的工作原理并已得到实验证实。通过把一个P-InGaAsP第二势阱层,插进到通常的InGaAsP/InP双异质结激光器中的InP包层内制造了这种激光器。这种激光器阈值电流的温度稳定性极好[阈值电流按exp(T/T_0)变化时,在20～100℃的温度范围内,T_0=180K],而且微分量子效率很高(在100℃下η>45％)。垂直于结平面的光束发散特性亦有很大改进(θ_L<25°)     

带分隔光限制层的InGaAsP/InP(1.3μm)隐埋新月型激光器

本文报导了通过在有源层的两边引入InGaAsP(λ=1.1μm)包层,使InGaAsP(λ=1.3μm)新月型激光器的性能得到显著改进的有关情况。以很好的重复性和很高的成品率生长的这些激光器,阈值电流为20～35mA,,在输出线性良好的情况下脉冲功率输出达到50mW,外量子效率为50～60％。这些器件能一直工作到90℃,输出功率为4mw。短电流脉冲激励表明:这些激光器适于Gbit/s工作。     

808 nm高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远结激光器

设计并研制了一种将p-n结和有源层分开的高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远异质结(SQW-RJH)激光器,其发射波长为808 nm,腔长为900 μm,条宽为100μm.其外延结构与通常的808 nm AlGaAs/GaAs单量子阱半导体激光器的结构不同,在p-n结和有源区间多了一层0.3μm厚的p型Al0.3Ga0.7As下波导层.对研制的器件进行了电导数测试,结果显示,与常规AlGaAs/GaAs大功率半导体激光器相比,远结半导体激光器具有阚值电流偏大、导通电压偏高的直流特性.经4 200h的恒流电老化结果表明,器件在老化初期表现出阈值电流随老化时间缓慢下降,输出功率随老化时间缓慢上升的远结特性.     

GaAlAs/GaAs多量子阱激光器结构设计

本文详细地讨论了多量子阱激光器材料的结构设计、量子阱结构对激射波长的影响以及波导限制层铝含量x值对光限制因子的影响.用由密度矩阵理论推导的线性光增益公式,计算了光增益.从受激阈值条件得到最佳阱数和最佳腔长.为多量子阱激光器材料结构设计提供了有效的方法.     

俄歇复合对InGaAsP量子阱激光器的阈值电流的影响

为了改善InGaAsP激光器阈值电流与温度的关系,人们寄希望于量子阱(QW)结构。虽然分析了GaAs量子辐激光器的辐射电流与温度的关系,但不能用于InGaAsP量子阱激光器,因为俄歇效应对这种激光器有着重要的作用。本文分析了量子的尺寸对俄歇电流的影响,揭示出了InGaAsP量子阱激光器的低阈值电流和高特征温度T_0的极限值。计算了量子阱结构中导带和价带次能带之间一切可能跃迁的增益、辐射和俄歇系数。它们的全量子化状态到体状态跃迁范围的性质已经搞清楚。在载流子间无相互作用条件下,采用K-选择准则,InGaAsP和GaAs量子阱激光器的阈值电流计算值与文     

具有高温度稳定性(T_0=180K)的新型异质结InGaAsP/InP激光器

本文提出并论证了一种新型异质结InGaAsP/InP激光器,即双载流子限制异质结(DCC-异质结)激光器的工作。这种激光器是通过在普通的InGaAsP/InP双异质结激光器的p-InP包层中嵌入一个p-InGaAsP第二势阱层的方法制作的。对于这种激光器获得了极好的阈值电流温度稳定性[当阈值电流随exp(T/T_0)变化时,在20°～100℃的温度范围内T_0是180K],并且得到了很高的外微分量子效率(在100℃时大于45％)。垂直于结平面的光束发散角也有很大改善(小于25°)。     

键合方法研制InAsP/InGaAsP量子阱1.3μm垂直腔面发射激光器

设计并研制了由InAsP/InGaAsP应变补偿多量子阱有源层、SiO2/TiO2介质薄膜和GaAs/Al(Ga)As半导体分布布拉格反射镜(DBR)构成的垂直腔面发射激光器(VCSEL).采用直接键合技术实现InP基有源层与GaAs基DBR的晶片融合,并经过侧向湿法腐蚀定义电流限制孔径和沉积介质薄膜DBR等关键器件工艺,研制出InAsP/InGaAsP量子阱垂直腔面发射激光器,其阈值电流为13.5mA,单模激射波长为1288.6nm.