76%光电转换效率梯度渐变折射率结构940nm半导体激光器(英文)

为改善宽面940nm半导体激光二极管(LD)的输出功率及光电转换效率(WPE),设计并制作了一种包含梯度渐变折射率(GRIN)结构的新型量子阱激光器。通过二维自洽软件模拟计算了新结构激光器与传统分别限制结构(SCH)激光器的能带结构,结果表明新的激光器结构能够显著消除各异质结间的过渡势垒。通过低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)的方法生长了高质量激光器外延材料。制成后的100μm条宽、2000μm腔长的激光器器件在室温25℃下经过连续(CW)电流测试发现,梯度渐变折射率结构激光器较分别限制结构激光器在10A电流下电压约低0.07V。通过结构与生长优化,激光器内吸收系数从0.52cm-1降至0.43cm-1,最大光电转换效率由69%提升至76%。最终制成的940nm半导体激光器器件室温25℃下输出功率10.0W(10A电流时),斜率效率高达1.24W/A。     

LIGHT ION REFLECTION STUDIED BY MONTE CARLO SIMULATION AND TRANSPORT THEORY

The reflection of light ions, such as H+,3He+ and 4He+, with energies of 0.1- 10 keV, from Cu and Ni surface has been studied by Monte Carlo simulation and transport theory. The Monte Carlo simulation gives the detail energy spectra for the reflected particles and their angular distribution for different incident angles. It shows that the reflected particle energy spectra can be approximately described by an analytical formula for the whole energy range, all the incident angles and different ion- target combination studied here. The reflected particle energy vs its average reflection angle to the surface normal can almost be expressed by a universal curve for all cases studied here. The reflection energy spectra are used for the calculation of the reflection coefficient by transport theory including the realistic surface correction. The present work is compared with both experimental measurement and other simulation codes.     

物理气相传输法生长碳化硅单晶原生表面形貌研究

晶体的生长原生面在一定程度上能反应出晶体生长机制和晶体缺陷分布的丰富信息。采用激光共聚焦显微镜偏光拼接技术和原子力显微镜对物理气相传输法生长的4H、6H-SiC单晶原生小面的表面形貌进行了观察和测试。偏光显微镜和原子力显微镜测试结果显示4H-SiC原生小面扩展后, 其周边趋向于形成六边形的生长台阶; 而6H-SiC原生小面扩展后, 其周边趋向于形成圆形的生长台阶。基于Jackson双层界面模型, 从热力学角度计算了4H、6H-SiC单晶的Jackson因子α分别为33.15和31.87, 故导致4H、6H-SiC单晶原生小面台阶形貌差异的是生长界面的粗糙程度和生长温度。原生面上的微管缺陷是生长台阶的起源, 借助原子力显微镜对多个微管进行了测试。由测试结果可知, 微管直径分布在760 nm-6.0 um之间, 相应的伯格斯矢量绝对值分布在5c~14c, 微管直径与伯格斯矢量平方值的商D/B²分布在11.1~23.6 nm^-1之间, 即通过原子力显微镜测试获得的微管结构数据不严格遵守Frank理论。     

808nm连续输出13.6W单芯片大功率激光器

通过对大功率激光器腔面光学灾变损伤的研究,分析了激光器腔面镀膜的损伤机理。为了提高激光器的输出功率,采用TiO_2替换Si作为高折射率材料,建立非标准膜系降低电场强度,同时优化膜层材料的粗糙度,并采用离子源进行清洗和助镀,有效提高了激光器的腔面光学灾变损伤阈值。结果表明,所制作的808nm激光器,最大连续输出功率达到13.6 W。     

MOCVD Growth of GaAs / Al_xGa_(1-x) As Superlattices

ＭＯＣＶＤＧｒｏｗｔｈｏｆＧａＡｓ／Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）ＡｓＳｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｓＸｕＸｉａｎ＇ｇａｎｇ；ＨｕａｎｇＢａｉｂｉａｏ；ＲｅｎＨｏｎｇｗｅｎ；ＬｉｕＳｈｉｗｅｎａｎｄＪｉａｎｇＭｉｎｈｕａ（徐现刚）（黄柏标）（任红文）（刘士文）（...     

升华法生长大直径的SiC单晶

采用高纯Si粉和C粉在适宜的温度和压力下合成了多晶SiC粉末,在此基础上采用升华法在低压高温下条件下生长了大直径6H-SiC单晶,并根据热力学理论分析了SiC的分解.结果表明,在2 300℃附近的生长温度下,Si,Si2C,SiC2是Si-C热力学平衡下的主要物种,其平衡分压比同组分的SiC物种高出3个量级,因而是升华过程中的主要物种,其质量传输过程直接决定SiC的生长.另外,采用光学显微镜观察SiC单晶中的生长缺陷,分析了缺陷成因,提出了碳的包裹体是微管缺陷的重要来源,而调制掺氮可以抑制部分微管在[0001]方向上的延伸,并在此分析基础上调整生长参数,生长出了高质量的6H-SiC单晶.     

Mg掺杂AlInP 650 nm LD外延片的Zn扩散研究

利用石英闭管法,对Mg掺杂AlInP 650 nm LD外延片进行Zn扩散,分析了扩散温度和时间2个参数对Zn扩散的影响.采用光致发光(PL)谱和电化学蒸涂(ECV)方法研究了Zn扩散产生的影响.PL谱结果表明,Zn扩散引起了AlGaInP/GaInP多量子阱(MQW)有源层的组分无序,使PL谱的峰值蓝移,最大蓝移为54 nm,约175 meV.ECV测量结果显示,Zn已经扩散到MQW有源区,MQW区域的p型载流子浓度为4.4×1017 cm-3.     

半绝缘6H-SiC单晶的生长

用升华法生长出了电阻率高达1010Ω·cm的半绝缘6H-SiC体块晶体.用二次离子质谱(secondary ion mass spectrometry,SIMS)、辉光放电质谱(glow discharge mass spectroscopy,GDMS)测量了晶体和原料中的杂质浓度,包括硼、铝、钒.结果表明,钒的浓度会影响生长晶体的质量.分别用Pt和In做电极测试样品电阻率特性,发现不同的电极对测试结果有较大影响.     

同步辐射白光形貌术观察SiC单晶中的微小多型结构

采用同步辐射白光形貌术观察了6H和4H-SiC单晶片中的微小多型结构.基于透射同步辐射形貌术的衍射几何和晶片的取向,计算了SiC晶体中3种主要多型在Lane像中对应不同反射的成像位置,并与实际结果进行了比较.鉴别出6H和4H-SiC单晶中分别存在着少量的4H-SiC和15R-SiC多型的寄生生长.     

烧结温度对AuSn焊料薄膜及封装激光器性能的影响

采用不同温度对Au80Sn20共晶合金焊料进行烧结实验,研究了AuSn焊料薄膜在烧结后的形貌、物相组成以及对封装激光器的性能影响等.焊料在烧结后形成ξ相Au5Sn和δ相AuSn两种金属间化合物,随着烧结温度的上升,两相晶粒均明显长大,而ξ相Au5Sn趋向于形成枝晶.较低温度下烧结的焊料表面粗糙度较高,不利于激光器管芯的贴装.高温过烧焊料薄膜的导电导热性能有少许提升,对封装激光器管芯的功率没有明显影响,但焊料薄膜中残余应力较高,使激射波长有所蓝移.该结果将为AuSn焊料的烧结参数优化和硬焊料封装激光器的性能分析提供参考和指导.