2 μm波段InGaAsSb/AlGaAsSb宽条多量子阱激光器

报道了用ＭＢＥ生长的ＩｎＧａＡｓＳｂ／ＡｌＧａＡｓＳｂ多量子阱材料做成的宽条激光二极管的性能。室温下以脉冲方式工作，实现了８３ｍＷ的峰值功率输出，阈值电流为２５０ｍＡ，典型峰值波长为２．００μｍ左右。     

1.3 μm InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区结构设计

为了研制满足光纤通讯需求的高性能半导体激光器,对压应变InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区进行了研究。根据应变量子阱能带理论、固体模型理论和克龙尼克-潘纳模型,确定了激射波长与量子阱材料组分及阱宽的关系。基于Lastip软件建立了条宽为50 μm、腔长为800 μm的半导体激光器仿真模型,模拟器件的输出特性,讨论了量子阱个数对器件光电特性的影响。结果表明：当量子阱组分为In0.44Ga0.56As0.92Sb0.08/GaAs0.92Sb0.08、阱宽为9 nm、量子阱个数为2时,器件的性能达到最佳,阈值电流为48 mA,斜率效率为0.76 W/A。     

2μm InGaAsSb/AlGaAsSb应变补偿量子阱结构的数值研究

为了降低2μm半导体激光器的阈值电流并提高器件的输出功率,设计了InGaAsSb/AlGaAsSb应变补偿量子阱结构,并利用SimLastip软件对器件进行了数值模拟.研究表明,在势垒中适当引入张应变可以改善量子阱的能带结构,提高对载流子的限制能力.当条宽为120 μm、腔长为1 000 μm时,采用应变补偿量子阱结构的激光器的阈值电流为91 mA,斜率效率为0.48 W/A.与压应变量子阱激光器相比,器件性能得到明显的改善.     

InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器的子带跃迁设计

采用有效质量框架下一维有限单势阱的Kronig-Pency模型对InxGa1-xAsySb1-y/Al0.25Ga0.75As0.02Sb0.98量子阱激光器结构的子带跃迁波长及其和阱宽间的关系进行了设计,并采用能量平衡模型计算了此应变材料体系在生长时的临界厚度.结果表明InGaAsSb/AlGaAsSb是制作2～3 μm中红外波段量子阱激光器的良好材料体系,然而在结构设计和材料生长中采用合适的材料组分及阱宽并对应变总量进行控制是十分重要的.     

2 μm InGaSb/AlGaAsSb量子阱激光器理想因子的研究

展示了一种低阈值（~131 A/cm2）2m InGaSb/AlGaAsSb单量子阱（Single Quantum Well,SQW）激光器,并对该激光器的理想因子n进行了研究。激光器的总体理想因子n由中央pn结的理想因子n和n型GaSb衬底与n型金属之间形成的整流结的理想因子n两部分组成。当温度从20℃升高到80℃时,激光器的总体理想因子n从4.0降低至3.3。该结果与所使用的理论模型以及独立的GaSb材料整流结（pn结、GaSb/金属结等）理想因子n的数值是相吻合的。     

GaAs／AlxGa1—xAs多量子阱掩埋条形激光器

利用ＭＢＥ生长的ＧａＡＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ折射率渐变－分别限制－多量子阱材料（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ－ＭＱＷ），经液相一次掩埋生长，制备了阈值最低达２．５ｍＡ（腔面未镀膜），光功率室温连续输出可达１５ｍＷ／面的半导体激光器，经腔面多功能摹一器件已稳定工作４５００多小时。     

高功率GaSb基2.6微米InGaAsSb/AlGaAsSb I型量子阱室温工作激光器

成功制备出2.6μm GaSb基I型InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱高功率半导体激光器.利用分子束外延设备(MBE)生长出器件的材料结构.为了得到更好的光学质量, 将量子阱的生长温度优化至500℃, 并将量子阱的压应变调节为1.3%.制备了脊宽100 μm 、腔长1.5 mm的激光单管器件.在未镀膜下该激光器实现了最大328 mW室温连续工作, 阈值电流密度为402 A/cm2, 在脉冲工作模式下, 功率达到700 mW.     

GSMBE生长1.8-2.0μm波段InGaAs/InGaAsP应变量子阱激光器

报道了气态分子束外延(GSMBE)生长1.8—2.0μm波段InGaAs/InGaAsP应变量子阱激光器的研究结果．1.8μm波段采用平面电极条形结构,已制备成功10μm和80μm条宽器件,器件腔长500μm,室温下光致发光中心波长约为1.82μm,在77K温度下以脉冲方式激射,阈值电流分别约为250mA和600 mA,中心波长分别在1.69μm和1.73μm附近． 2.0μm波段,制备成功8μm宽脊波导结构器件,器件腔长500μm,室温光致发光中心波长约为1.98μm,77K温度下以脉冲方式激射,阈值电流约为 20mA,中心波长约为1.89μm,其电流限制和纵模限制效果优于平面电极条形结构器件．     

量子阱无序的窗口结构InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器

对ＳｉＯ２薄膜在快速热退火条件下引起的空位诱导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱无序和ＳｒＦ２薄膜抑制其量子阱无序的方法进行了实验研究。并将这两种技术的结合（称为选择区域量子阱无序技术）应用于脊形波导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器，研制出具有无吸收镜面的窗口结构脊形波导量子阱激光器。该结构３μｍ条宽激光器的最大输出功率为３４０ｍＷ，和没有窗口的同样结构的量子阱激光器相比，最大输出功率提高了３６％。在１００ｍＷ输出功率下，发射光谱中心波长为９７８ｎｍ，光谱半宽为１．２ｎｍ。平行和垂直方向远场发散角分别为７．２°和３０°     

大功率及高转换效率2.1μm GaInSb/AlGaAsSb量子阱激光器

报道了激射波长为2.1 m 的GaInSb/AlGaAsSb双量子阱激光器。通过优化外延结构设计和欧姆接触,无镀膜的宽条激光器达到了9.8%的峰值功率转换效率,这比原来的值提高了1.5倍,室温下得到了615 mW的连续激射功率输出和1.5 W的脉冲激射功率输出。这些激光器的阈值电流密度低至126 A/cm2,斜率效率高达0.3 W/A。通过测试不同腔长的激光器,测得内损耗和内量子效率分别为6 cm-1和75.5%,均比原有器件有很大提升。激光器在连续工作3 000 h后,功率没有明显下降。     

2微米AlGaAsSb/InGaSb I类量子阱大功率激光器

通过分子束外延的方式生长了2微AlGaAsSb/InGaSb I类量子阱大功率激光器。制备了脊条形波导的激光二极管以及激光器线列（4个发射单元）,腔面均未镀膜。对单个激光二极管,在10℃工作温度下,最大连续激射功率为0.5W,阈值电流密度为150A/cm2,斜率效率为0.17W/A,在脉冲宽度为100微秒,5%占空比的条件下,其脉冲光功率达到0.98W。对激光器线列,室温最大连续激射功率为1.02W,最大脉冲激射功率达到3.03W。     

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。     

GSMBE生长 1.8- 2.0μm波段In Ga As/ In Ga As P应变量子阱激光器

报道了气态分子束外延 ( GSMBE)生长 1.8— 2 .0μm波段 In Ga As/ In Ga As P应变量子阱激光器的研究结果 .1.8μm波段采用平面电极条形结构 ,已制备成功 10μm和 80μm条宽器件 ,器件腔长 5 0 0μm,室温下光致发光中心波长约为 1.82μm,在 77K温度下以脉冲方式激射 ,阈值电流分别约为 2 5 0 m A和 6 0 0 m A ,中心波长分别在 1.6 9μm和 1.73μm附近 .2 .0μm波段 ,制备成功 8μm宽脊波导结构器件 ,器件腔长 5 0 0μm,室温光致发光中心波长约为1.98μm ,77K温度下以脉冲方式激射 ,阈值电流约为 2 0 m A ,中心波长约为 1.89μm,其电流限制和纵模限制效     

量子阱半导体激光器概述

本文主要从量子理论中的电子波函数所满足的薛定锷方程出发,讨论了量子阱理论。进而介绍多量手阱激光器(MQWL)的重要特征之一——阈值电流密度随量子阱的数目变化的情况。     

高温(T=80℃)连续激射的2μm InGaSb/AlGaAsSb量子阱激光器

研制了激射波长为2μm的InGaSb/AlGaAsSb应变量子阱激光器。室温连续工作时,电流为1.2A时,出光功率为82.2mW。激光器连续工作温度可高达80℃,出光功率为63.7mW。     

1.064μm脉冲高功率量子阱激光器阵列

采用应变GaInAs/AlGaAs量子阱结构,研制出了激射波长为1.064μm的激光器线阵列.在200ns脉宽、100kHz和50A工作条件下,5mm线阵列的输出功率达到了35W,将三条线阵列进行了二维组装,获得了102W的峰值功率.     

GaAs/AlGaAs多量子阱激光器

用国产的分子束外延设备生长出多量子阱激光器结构,在室温下,其宽接触阈电流密度为3000A/cm~2,质子轰击条形器件单管最佳阈值电流为128mA,单面连续输出功率可大于22mw,在一定注入范围内可单纵模工作,最高单面微分量子效率达34％,激射波长在8590～8640埃之间,远场光强分布呈单峰,在室温附近的特征温度T_o为202K.对外延材料和器件的初步研究表明,AlGaAs材料特别是掺杂的AlGaAs材料质量不理想是导致激光器阈电流密度不够低的可能原因.