用于光通信的半导体激光器的结构及其性能

半导体激光器是光通信的重要光源,它具有固体激光器和气体激光器不能比拟的优点,即体积小、重量轻、寿命长、易调制等。对于激光器的发射波长,目前主要有称为短波长的0.8～0.9μm波段和称为长波长的1～1.6μm波段。就材料来说,短波长激光器以GaAlAs/GaAs系为主,而长波长激光器则以InGaAsP/InP系为主。     

1.3μm InGaAsP/InP双异质结发光二极管的研究

<正> 一、引言由于石英光纤在1.3μm处于零色散点附近而且损耗极小,因此长波长光纤通信越来越受到人们的重视。用波长1.3μm InGaAsP/InP双异质结发光二极管的光通信系统提供的数据容量为AlGaAs/GaAs双异质结发光二极管光通信系统的十倍,数据率可达2.5KMbit/s,在传输距离上可与AlGaAs/GaAs双异质结激光器相比,InGaAsP/InP双异质结发光二极管同时还具有稳定可靠、驱动简单、价格便宜等优点。因此长波长光纤通信系统的实用化,首先着眼于采用InGaAsP/InP双异质结发光二极管作为光源。本文着重介绍功率型发光二极管的研究。我们首先着眼于功率效率的提高,这就要求外     

两相溶液法外延生长InGaAsP/InP系材料

本文主要描述了两相溶液法外延生长InGaAsP/InP系材料的实验方法及其结果。并给出了用该方法生长的InGaAsP/InP材料制作的1.3μm和1.5μm p-n结隔离条形激光器的参数特性。实验证明用两相溶液法外延生长InGaAsP/InP材料(特别对发射波长在1.5μm以上的InGaAsP/InP材料)具有组分均匀和重复性好等优点。     

InGaAsP/InP双异质结的V—I特性

一、引言随着光纤通信技术的发展,处于1—1.6μm波长范围的半导体InGaAsP/InP双异质结(DH)激光器越来越受到人们的重视,因为在这个波段,石英玻璃光纤在1.3μm和1.55μm有较小的损耗窗口和色散。异质P—N结是半导体激光器的主要结构,而V—I特性是表征P—N结的基本特性之一。影响P—N结特性的因素较多,如材料组分,掺杂浓度、晶体完整性等。本文着重研究了1.3μm、1.55μmInGaAsP/InP DHLD的V—I特性与材料组分、掺杂浓度的关系,并对测量结果进行分析讨论。     

In_(1-x)Ga_xAs_(1-y)P_y液相外延组分的初步研究

In_(1-x)Ga_xAs_(1-y)P_y四元合金是近几年来研究较活跃、发展较快和很有希望的Ⅲ-Ⅴ族多元化合物半导体材料。它引起人们注意的主要原因是它的组分参数X、Y值可以独立地改变,而且能在较宽的范围内调节禁带宽度和晶格常数,能与几种衬底材料(如InP、GaAs、GaAsP等)相匹配,相对应的禁带宽度在0.4～2.2eV之间。其中,InGaAsP/InP异质结的优越性尤为突出,因为它们晶格匹配的带隙范围为0.7～1.4eV,相应的发射和响应波长在0.9～1.7μm之间[2、4],目前光纤通讯中石英光纤在1.0～1.7μm波段内有损耗低和零色散区域。因此InGaAsP/     

发射波长为1.3μm的12×12元两维列阵发光二极管

最近AT&T贝尔实验室研制出发射波长为1.3μmInP/InGaAsP 12×12元两维列阵发光二极管,该列阵由144个独立可寻址的LED构成,它是在SI—InP衬底上用LPE生长制成的,LED为台面结构,单个LED     

光通信基础知识(十四)

长波长探测器长波长探测器是指对波长1.2～1.6μm光波有良好响应的光电探测器。之所以称为“长波长”,是因为相对于0.8～0.9μm的光波来说,它的工作波长更长。在光纤通信蓬勃发展的初期,大多数光纤通信系统的工作波长都在0.85μm附近,其原因是当时光纤在0.85μm波段损耗很小,而在这一波段又有室温连续工作的AlGaAs/GaAs双异质结激光器(DHLD)以及发光二极管(LED)作光源,同时,在     

发射波长为1.55μm的沟道衬底隐埋异质结构InGaAsP/InP激光器

<正> 最近日本 NTT 武藏野电气通信研究所研制出一种发射波长为1.55μm 的沟道衬底隐埋异质结构 InGaAsP/InP 激光器。这种激光器的制备是采用通常的液相外延方法在 n 型(100)面 InP 衬底上首先生长一层n 型 InP,接着生长一层 InGaAsP 有源层,继之生长一层 p-InP 层,最后生长一层 n-InGa-AsP 顶层。衬底放入坩埚之前表面上用 Br-甲醇溶液沿〔100〕取向刻蚀沟道。沟道深度为1.0～2.0μm,宽约5μm。n-InP 填充层(filling layer)的生长温度为641℃,降温速度为0.8℃/     

带激射窗口区的1.57μm InGaAsP/InP分布反馈隐埋异质结激光器

InGaAsP/InP分布反馈(DFB)激光器是1.5～1.6μm波段单模光纤通信中一种很有希望的光源。最近研制成了室温连续工作的隐埋异质结分布反馈激光器。GaAs/AlGaAs分布反馈激光器有人曾经作过介绍。本文报导一种带激射窗口区的InGaAsP/InP分布反馈隐埋异质结激光器(DFBWH-WR)。该激光器能有效抑制法布里—珀罗模,而且输出—电流特性良好,既无扭折,也无磁后。     

生长参数对InGaAsP/InP双异质结液相外延层性能的影响

前言随着光纤中氢氧根浓度的下降,人们已发现在InGaAsP/InP发射的整个波长范围内(1.1μm～1.65μm),光传输的损耗都比目前采用的GaAlAs/GaAs(0.85μm)要低得多。所以国内外都在积极开展长波长光源及探测器材料InGaAsP/InP的研究,亦都取得了相当的进展。从器件应用的角度来看,除了要求各层厚度、载流子浓度、晶体完整性、杂质种类外,还要求外延层间界面要十分平直,外延层表面要平坦,无残留InP液以及各层的掺     

1.5μm InGaAsP/InP脊型波导分布反馈激光器

用两次液相外延制备了1.5μm InGaAsP/InP脊型波导分布反馈激光器.室温下无扭折直流光功率超过6mW,阈值电流为34mA,单面外微分量子效率高达33％.在室温附近的稳定单纵模工作温度范围超过43℃,波长温度系数为0.9A/K.在1.6mW输出光功率下的静态线宽为60MHz.在1GHz正弦调制下仍为单纵模输出.     

阈值电流为10～20mA的VSBInGaAsP/InP激光器

<正>日本富士通研究所研究成功了能用一次液相外延法获得隐埋结构的VSB(V型槽衬底隐埋异质结)InGaAsP/InP激光器。1μm波段的激光二极管的光纤传输损失低,且处于低分散波长区,研究进展是很迅速的,但与0.8μm波段相比,阈值电流的温度特性不好,难于在高温工作。因此各研究所都提出了通过降低阈值电流和阈值电流密度以及功耗从而控制温度上升的隐埋结构。但由于是用化学     

发射波长为1.55μm范围的扩散条形InP/InGaAsP/InP激光器的特性

本文描述了发射波长约为1.55μm的InGaAsP/InP激光器的制造工艺和激射特性。采用低温液相外延方法制备的InP/InGaAsP/InP双异质结构外延片,制造了发射波长在1.53～1.60μm范围的锌扩散条形几何结构激光器。研究了激射特性与条宽的依赖关系。具有1.3μm条宽的激光器得到了最低的阈值电流(在27℃,CW工作条件下,约为160mA)。热沉温度高达53℃时获得了激光器的CW工作。在条宽足够窄(～6μm)的情况下,CW工作时得到了基横模和单纵模工作,而且激光器具有很好的高频性能。在高频(800Mbit/s)大信号脉冲调制情况下,激光器呈现出极好的动态特性。800Mbit/s时的纵模包络半最大点的全宽约为30(?)。     

1.3μmInGaAsP/InP隐埋月牙形激光器的内部损耗

InGaAsP/InP长波长激光器的阈值电流(I_(th))和外部微分量子效率(η_(ext))与温度的依赖性极大。1.6μm波长激光器的外部量子效率η_(ext)随温度的增加而减小,这归因于内部损耗α的增加。这种损耗对于1.3μm波长的激光器可能具有同样的影响。我们通过加上三层或五层Si/SiO_2反射涂层改变谐振腔后端面镜的反射率,估算了1.3μmInGaAsP/InP隐埋月牙形激光器在20—80℃温度范围里其内部损耗α对于温度的依赖性,并且探     

1.51μmInGaAsP／InP DC—PBH分布反馈激光器

报道了1.51μm 波长 InGaAsP/InP DC-PBH 分布反馈激光器组件的结构、制作工艺和主要性能参数。     

光纤通信技术进展——从国外光纤通信技术的趋向来考虑国内光纤通信技术的发展

光纤通信技术自1970年开始发展以来重点放在0.8—0.9μm波长范围,技术已接近成熟。1976年起,1.0—1.8μm波长范围有新发展,前景大有希望。本文第一部分概述0.8—0.9μm近二、三年的国际水平。光纤以MCVD制成的渐变折射率多模光纤居多。光源和光检测器件分别由AlGaAs和Si制成。LED—PD和LD—APD两种组合都有应用,但LD—APD用得更普遍。文中介绍LD的光功率—电流特性及驱动电路例子,APD的雪崩增益—偏压特性和最佳增益特性及预放大电路例子。又介绍典型的光纤数字传输系统:码速44.7Mb/s,光纤损耗6dB/km,中继站间隔7km。这系统的工程实验项目包括脉冲色散、定时抖动、韦扰影响、系统恢复等几项测量,结果表明可以准备交付市内电话实际使用。本文第二部分概述1.0—1.8μm近二、三年的发展动态。光纤制造着重于降低OH成分,倾向于单模传输,可以同时兼得低损耗、低色散和宽窗孔等优点。光源器件改用InGaAsP,光检测器件用Ge和InGaAsP。光纤损耗减至1dB/km以下,码速容量可达1Gb/s以上,中继站间隔20km以上,适合于渡长划分多群复用。目前研究工作正在蓬勃发展,令人相信1.0—1.8μm波长范围用于长距离、大容量数字通信将比0.8—0.9μm更为有利。本文第三部分是从国外光纤通信技术的趋向来考虑国内光纤通信技术的发展。认为国内目前主要力量应放在继续改进已经取得成绩的短波长光纤系统。光纤、光缆、LED、PIN都须巩固和提高,APD、LD尤其需要迅速突破。不仅希望旱日在市内电话网代替电缆使用,还要推广至局部范围的光纤通信,发挥它抗电磁干扰的优点。光纤参数测量枝术应继续积极研究,对于损耗和带宽测量方法和设备,须力求标准化,使精度和重复性都能提高。至于长波长光纤系统,国内应立即着手在研究所和学校开始研制长波长多模渐变光纤和InGaAsP/InP的光源和光检测器件。我们国内规划长途通信和海底通信,将寄希望于长波长光纤系统。     

1.3μm InGaAsP/InP双异质结发光二极管的研究

随着光纤通信系统的发展,长波(1.1—1.7μm)光源的研究巳广泛引起重视。因为在这一波长范围内,石英光纤具有低的传输损耗和材料色散。文献[1]指出,用InGaAsP/InP发光二极管(λ=1.3μm)作光源的系统的传输容量比目前常见的用GaAlAs/GaAs发光     

1.3μm InGaAsP/InP双异质结发光二极管的初步研制

研制了1.3μm四层结构InGaAsP/InP双异质发光二极管(Burrus型),并测试了光谱特性,伏安特性,功率输出特性。     

1.3μm波长InGaAsP/InP DC-PBH低阈值激光器的液相外延生长

本文叙述了用于制作1.3μm波长InGaAsP/InP双沟平面隐埋异质结(DC—PBH)激光器的液相外延生长方法,着重讨论了在非平面结构上进行液相外延生长时所遇到的问题及解决措施。采用阳极氧化处理,用InP、Sn合金熔液盖片保护衬底,减少衬底在加热过程申的热损伤等方法获得了高质量的外延片。用该外延片制作的1.3μm波长InGaAsP/InP(DC—PBH)激光器室温连续工作阈值电流最低达9mA,管芯单面输出功率最高达40mW,最高连续激射温度达115℃。     

InGaAs／InGaAsP／InP长波长雪崩光电二极管研究

研制了高速、高效、低噪声的InGaAs/InGaAsP/InP长波长(1.0～1.7μm)台面型雪崩光电二极管(φ=75μm),器件采用分离的吸收区、雪崩区和能隙过渡区的SAGM结构。研究了器件最佳结构参数设置、在InP上匹配生长InGaAs、InGa AsP及其厚度和载流子浓度的控制问题。器件最大倍增因子大于50,灵敏度大于0.70μA/μW,暗电流I_D的典型值约为20nA(V_r=0.9V_B)。