我国首次实现室温连续发光的氮化镓半导体蓝光激光器

2007年4月30日，由中国科学院半导体研究所研发的氮化镓蓝光半导体激光器研究取得重大突破，首次实现室温连续激射的氮化镓半导体蓝光激光器。这是继2004年11月16日由半导体所首次在中国大陆实现氮化镓激光器脉冲激射后的又一个重大突破，标志着我国氮化镓（GaS）基蓝光半导体激光器研究向产品化、产业化迈出了极为关键和坚实的一步。     

半导体蓝光激光器

本文详细论述了半导体蓝光激光器的应用前景，国内外研究动态以及量子阱半导体蓝光激光器件的结构与种类等。     

北大成功研制出氮化镓基激光二极管

北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心研制的氮化镓基激光二极管实现了电注入激射，激光波长405nm，峰宽0．12nm。这是继2004年7月该中心率先在国内获得光泵浦GaN基激光器受激发射之后所取得的又一突破。GaN基激光器是波长最短的半导体激光器．波长为405nm范围的蓝一紫光GaN基激光器是发展下一代大容量高密度光存储信息技术的关键性器件。在国防建设、生物、环境、照明、显示、打印和医疗等领域，也具有广阔的应用前景和巨大的市场需求。研制GaN基激光器是国家高科技攻关的重要项目之一。     

宽禁带GaN基半导体激光器进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体是20世纪末研究最活跃的半导体材料系,其高亮度发光二极管和激光器一出现即以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体激光器的市场需求、蓝宝石基片上生长的氮化镓基激光器的研制和发展概况以及近期研究热点作了扼要介绍。     

广义两段式半导体激光器的特性研究

利用由射线法导出的两段式半导体激光器(2SLD)的端面输出谱的表达式,研究了两电极半导体激光器(2ELD)和外腔式半导体激光器(ECLD).结果表明;2ELD的振荡波长并非始终都与腔的共振波长相同;在ECLD上实现准连续调谐的关键是使激光器能被调谐在二极管的反共振波长处振荡,因此,我们求得了ECLD实现反共振激射的阈值载流子数密度以及对界面反射率的要求的表达式。     

SiC衬底上的蓝光半导体激光器

日本富士通实验公司已演示了电脉冲氮化镓（GaN）基蓝光半导体激光器的5小时室温运转。该器件做在碳化硅（SIC）衬底上。该激光器的主要特性包括414urn输出对蓝光输出激光器而言．碳化硅（SIC）衬底相对于刚玉有几个优点。由于激光腔反射器可用解理面形成，并且SIC导电．SIC衬底较易制诈波长、3O0us脉冲运转80OmA阈值电流和20mw的最高输出功率。这是SIC衬底上蓝光GaN激光器的第二个成功开发的报导，器件在室温下脉冲运转。第一个成功报导是美国克利研究公司开发的，它的器件寿命较短。研究人员用普通低气压金属无机汽相外延（MOV…     

基于光谱学方法半导体激光器热特性测量

报道了一种基于激射光谱进行半导体激光器热特性测量的实验方法。结果表明，基于分析在不同脉冲驱动条件下1．3μm InAsp/IngaAsp脊波导应变补偿多量子阱激光器的激射光谱，可以得到该激光器的热阻等热特性参数。实验中也测量了该激光器的其他与热特性相关的光谱特性，如激光器激射光谱随驱动电流的变化等。该方法也可用于其他波段半导体激光器的热特性测量。     

大功率体光栅外腔半导体激光器的输出特性

宽条形大功率半导体激光器(LD)存在光谱温漂系数大、光谱宽度宽的缺点,为了改善宽条形大功率半导体激光器的光谱特性,采用一种体光栅(VBG)离轴外腔方法实现了宽条形大功率半导体激光器光谱特性的明显改善和高效率工作.宽条形半导体激光器的外腔结构主要包括激光器输出光束的快、慢轴准直光学透镜和离轴放置的体光栅.宽条形半导体激光器的激射条宽为100μm,当激光器工作电流为4.0 A时,外腔激光器的输出功率高达3.4 W,斜率效率为1.0 W/A,光谱宽度由自由出射条件下的2~3 nm减少为0.2 nm,峰值波长的温漂系数小于0.015 nm/℃.     

GaN基半导体激光器发展动态研究

简单介绍了材料特征及器件应用，着重介绍了氮化镓基半导体激光器的研究进展及其关键技术。     

空气间隙长度对光纤光栅外腔LD激射波长的影响

为了提高光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长准确性,根据光纤光栅外腔半导体激光器的相位条件确定光纤光栅外腔半导体激光器的激光纵模分布后,采用数值模拟的方法研究了光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长随光纤端头到有源区之间空气间隙长度的变化。结果表明,光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长随着空气间隙长度的变化围绕着光纤光栅的布喇格波长波动,波动的最大幅度随外腔长度的增加而减小。因而当外腔长度一定时,可以通过微小的调节空气间隙的长度使激射波长精确定位于光纤光栅的布喇格波长处。     

无吸收模式滤波结构高亮度大功率宽条形半导体激光器

提升宽条形半导体激光器水平方向激射光输出的光束质量,改善宽条形半导体激光器的工作特性,一直是大功率、高亮度宽条形半导体激光器器件工艺研究的难点.基于激射光在无源波导内的衍射原理制备宽条形半导体激光器的模式滤波结构,利用AlxNy绝缘介质薄膜应力使基底半导体材料带隙变化的原理制备无吸收无源波导.将两者结合,设计制备了带有...     

完全MBE生产长的内含吸收型光栅GaAlAs／GaAs多量子阱增益耦合型...

我们首次完全采用ＭＢＥ技术成功地制作了内含吸收型光栅的ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ量子阱增益耦合型分布反馈式半导体激光器，激光器在室温下的激射波长为８６０ｎｍ，单模单端输出光脉冲峰值功率超过２０ｍＷ。器件在至少０－８０℃的范围内始终保持单纵模激射，作为初步结果，条宽为５－６μｍ的氧化物条件形结构器件的脉冲工作阈值电流约为７００ｍＡ。     

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。     

大功率半导体激光器的最新进展

围绕美国国防先进技术研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency）的军事项目——超高效率激光器光源（SHEDS）,分析了半导体激光器的损耗机制,从降低半导体激光器电压压降、减小内建电压、减小损耗、优化半导体激光器结构以及横向布拉格谐振腔等方面阐述了提高半导体激光器效率和输出功率的途径,介绍了稳定半导体激光器激射波长的一些技术方法。     

2~4 μm中红外锑化物半导体激光器研究进展（特邀）

2~4 μm波段是非常重要的红外大气窗口,工作在这个波段的激光器在气体检测,医疗美容和工业加工领域具有十分巨大的应用价值。锑化物半导体材料低维结构具有窄禁带直接跃迁发光的独特优势,是实现中红外波段半导体激光器的理想材料体系。近年来,国内外锑化物半导体激光器研究不断取得重要进展,先后实现了量子阱发光的波长拓展、大功率单管和阵列激光器的室温连续激射,也实现了多波段的单模激光器的室温连续工作。锑化物半导体低维材料组分复杂、界面钝化性质特殊,材料外延和工艺制备技术难度较大。文中从锑化物半导体激光器的基本原理出发,综述了国内外研究现状,介绍了锑化物材料低维结构激光器的设计方案、关键制备技术的主要进展,分析了今后该类激光器性能优化的重点研发方向等。     

蓝光半导体激光器的发展

蓝光半导体激光器的发展过去十年，半导体激光器的应用和开拓都有爆炸性发展，包括从光盘用的几毫瓦半导体激光器到千瓦级条形列阵激光器。现在使用的绝大多数激光器，发射波长都在７８０～１５５０ｕｍ之间的近红外区，且以ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ和有关合金为基础...     

半导体微腔激光器阈值特性分析

利用速率方程理论讨论了半导体微腔激光器的激射阈值与自发发射耦合系数β之间的关系,分析了降低阈值的途径,为器件设计提供了依据。     

提高大功率激光器与光纤耦合效率的新型光腔

提出并实现了一种新型多有源区隧道级联大光腔半导体激光器,增大了半导体激光器激射窗口的高度,得到低于20°的垂直发散角,从而显著提高了激光器与光纤的耦合效率。将其与多种形式和规格的透镜光纤进行测试,耦合效率可以提高30%以上。     

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…     

高精细DVD用蓝色半导体激光器

可录制和回放2h高质量电视图像的下一代DVD需要现行的DVD有3倍以上的信息量。用蓝色半导体激光器作光源,通过电流注入而使之产生室温脉冲振荡。这种激光器是采用有机金属气相生长技术把氮化镓(GaN)和氧化铟等半导体薄膜多层沉积在基板上,选择适当的方法控制超薄膜晶体界面,从而实现了沉积几个原子厚薄层的多重量子阱结构。由于实现了蓝色激光振荡,从而进一步扩大了实现高精细DVD的可能性。1.前言