大功率670nm半导体激光器的研制

采用低压金属有机化学气相沉积生长了670nm激光器外延片,有源区采用单量子阱结构,阱区、垒区分别为InGaAsP和AlGaInP.利用该外延片制作了带无电流注入区的氧化物条形激光器.激光器腔长为900μm,电流注入区条宽为100μm,两端的无注入区宽度均为25μm.镀膜后器件的阈值电流为0.4A,输出波长670士2nm,最大输出功率为1100mW,水平、垂直发散角分别为8°,40°.表明该种结构可以提高器件的腔面光灾变功率.     

大功率670nm半导体激光器的研制

采用低压金属有机化学气相沉积生长了670nm激光器外延片，有源区采用单量子阱结构，阱区、垒区分别为InGaAsP和AlGaInP. 利用该外延片制作了带无电流注入区的氧化物条形激光器. 激光器腔长为900μm，电流注入区条宽为100μm，两端的无注入区宽度均为25μm. 镀膜后器件的阈值电流为0.4A，输出波长670±2nm，最大输出功率为1100mW, 水平、垂直发散角分别为8°, 40°. 表明该种结构可以提高器件的腔面光灾变功率.     

实用化1730nm波段掩埋结构半导体激光器的研制

报道了应用于医疗器械的InP基1730nm波段半导体激光器.外延片采用低压金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长,有源区为5个周期的InGaAs量子阱层和InGaAsP垒层.器件采用pnpn结限制掩埋结构,有源区脊宽2μm、腔长300μm.室温下腔面镀膜后激光器管芯的阈值电流为18±5mA,8mW输出功率时的工作电流为60±5mA.采用TO封装后,100mA工作电流下激光器的输出功率大于5mW,输出波长为1732±10nm,高温恒流加速老化筛选实验表明,器件具有长期工作的可靠性,满足实用化要求.     

实用化1730nm波段掩埋结构半导体激光器的研制

报道了应用于医疗器械的InP基1730nm波段半导体激光器.外延片采用低压金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长,有源区为5个周期的InGaAs量子阱层和InGaAsP垒层.器件采用pnpn结限制掩埋结构,有源区脊宽2μm、腔长300μm.室温下腔面镀膜后激光器管芯的阈值电流为18±5mA,8mW输出功率时的工作电流为60±5mA.采用TO封装后,100mA工作电流下激光器的输出功率大于5mW,输出波长为1732±10nm,高温恒流加速老化筛选实验表明,器件具有长期工作的可靠性,满足实用化要求.     

高功率14xx nm锥形增益区脊形波导结构量子阱激光器的研制

初步设计14xx nm锥形增益区脊形波导量子阱激光器材料和器件结构,利用MOCVD生长14xx nm InGaAsP/InP量子阱激光器外延片,引入腔破坏凹槽(cavity-spoiling grooves)将有源层刻蚀断以隔离从锥形区反向传输回的高阶模,进一步改善远场光束质量.保持总腔长1900μm不变,改变脊形区的长度,其长度分别为450,700和950μm.对比三种情况的最高输出功率和远场特性,发现LRW＝700μm时,器件特性参数和远场光束质量最优,斜率效率为0.32W/A,饱和输出功率为1.21W,其远场为近衍射极限的高斯分布,发散角为29°×9.6°.当固定脊形区长度为700μm,改变锥形区长度,发现当锥形区长度为1000μm时,器件特性参数进一步提高,斜率效率达0.328W/A,饱和输出功率为1.27W,远场仍为近似高斯分布.     

高功率14xx nm锥形增益区脊形波导结构量子阱激光器的研制

初步设计14xx nm锥形增益区脊形波导量子阱激光器材料和器件结构,利用MOCVD生长14xx nm InGaAsP/InP量子阱激光器外延片,引入腔破坏凹槽(cavity-spoiling grooves)将有源层刻蚀断以隔离从锥形区反向传输回的高阶模,进一步改善远场光束质量.保持总腔长1900μm不变,改变脊形区的长度,其长度分别为450,700和950μm.对比三种情况的最高输出功率和远场特性,发现LRW＝700μm时,器件特性参数和远场光束质量最优,斜率效率为0.32W/A,饱和输出功率为1.21W,其远场为近衍射极限的高斯分布,发散角为29°×9.6°.当固定脊形区长度为700μm,改变锥形区长度,发现当锥形区长度为1000μm时,器件特性参数进一步提高,斜率效率达0.328W/A,饱和输出功率为1.27W,远场仍为近似高斯分布.     

高功率980nm锥形增益区脊形波导量子阱激光器的优化

利用MOCVD生长980nm InGaAs-AlGaAs渐变折射率分别限制异质结单量子阱激光器外延片,采用锥形增益区脊形波导结构制备器件.保持总腔长1850μm不变,改变脊形区的长度分别为450,700和950μm,对比三种情况的P-I特性和光束质量.发现LRW＝450μm时,器件特性参数和远场光束质量最优,斜率效率达0.83W/A,饱和功率为4.28W.输出功率为1W时,远场发散角为7.5°×30.6°,M2因子为3.79.     

高功率980nm锥形增益区脊形波导量子阱激光器的优化

利用MOCVD生长980nm InGaAs-AlGaAs渐变折射率分别限制异质结单量子阱激光器外延片,采用锥形增益区脊形波导结构制备器件.保持总腔长1850μm不变,改变脊形区的长度分别为450,700和950μm,对比三种情况的P-I特性和光束质量.发现LRW＝450μm时,器件特性参数和远场光束质量最优,斜率效率达0.83W/A,饱和功率为4.28W.输出功率为1W时,远场发散角为7.5°×30.6°,M2因子为3.79.     

大功率低阈值半导体激光器研究

针对大光腔结构往往导致阈值电流密度增大的矛盾,设计了一种具有较高势垒高度的三量子阱有源区。采用非对称宽波导结构的半导体激光器,该激光器在实现大光腔结构的同时保持阈值电流密度不增加。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长InGaAs/AlGaAs三量子阱有源区以及3.6μm超大光腔半导体激光器的外延结构。结合后期工艺,制备了980nm脊形边发射半导体激光器。在未镀膜情况下,4mm腔长半导体激光器阈值电流为1105.5mA,垂直发散角为15.6°,注入电流为25A时的最大输出功率可达到15.9 W。测试结果表明:所设计的半导体激光器在有效地拓展光场,实现大光腔结构的同时,保证了激光器具有较低的阈值电流。     

低阈值高效率InAlGaAs量子阱808 nm激光器

以Al0.3Ga0.7As/InAlGaAs/Al0.3Ga0.7As压应变量子阱代替传统的无应变量子阱作为有源区,实现降低808 nm半导体激光器的阈值电流,并提高器件的效率。首先优化设计了器件结构,并利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)进行了器件的外延生长。通过优化外延生长条件,保证了5.08 cm片内的量子阱(QW)光致发光(PL)光谱峰值波长均匀性达0.1%。对于条宽为50μm,腔长为750μm的器件,经镀膜后的阈值电流为81mA,斜率效率为1.22 W/A,功率转换效率达53.7%。变腔长实验得到器件的腔损耗仅为2 cm-1,内量子效率达90%。结果表明,压应变量子阱半导体激光器具有更优异的特性。