电致发光用于大功率半导体激光器失效模式分析

利用电致发光（EL）的方法,研究了突然失效的975 nm大功率应变量子阱激光器。起初,我们以为激光器失效是由于腔面发生了突然光学灾变（COMD）。然而,通过EL实验,发现其中一部分激光器腔面没有任何损伤,而内部发生了突然光学灾变（COBD）,为工艺的进一步改善指明了方向。对90只发生COD的激光器进行EL成像,发现暗线缺陷（DLD）起始于腔面或是激光器内部。DLD是严重的非辐射复合区,通常沿着有源区延伸出几个分支,造成激光器功率急剧下降。详细分析了不同COD模式的特征并进行了对比。并进一步分析了两种典型COD模式发生的原因,然后给出了抑制COD和提高大功率半导体激光器性能的建议。     

A Photovoltaic InAs Quantum-Dot Infrared Photodetector

A photovoltaic quantum dot infrared photodetector with InAs/GaAs/AIGaAs structures is reported. The detector is sensitive to normal incident light. At zero bias and 78K, a clear spectral response in the range of 2-7μm has been obtained with peaks at 3.1, 4.8 and 5.7μm. The bandgap energies of GaAs and Al0.2Ga0.8As at 78K are calculated and the energy diagram of the transitions in the Quantum-Dot Infrared Photodetector （QDIP） is given out. The photocurrent signals can be detected up to 110 K, which is state-of-the-art for photovoltaic QDIP, The photovoltaic effect in our detector is a result of the enhanced band asymmetry as we design in the structure.     

高功率半导体激光器陶瓷封装散热性能研究

为实现半导体激光器单管的高功率输出,研究了使用氮化铝和碳化硅两种陶瓷材料制成的三明治型过渡热沉的散热性能。首先使用有限元分析方法计算,然后利用光谱法测量激光器的工作热阻。数值计算和实验测量结果均显示,碳化硅制成的过渡热沉所封装器件的工作热阻更低,散热效果更好。此外,实验进一步测试了器件的光电特性,结果表明碳化硅陶瓷制成的过渡热沉封装器件的电光转换效率更高、输出功率更大。915 nm附近单管器件在注入电流15 A时的输出功率为16.3 W,最高电光转换效率达到了68.3%。     

AuSn焊料组分对半导体激光器件性能的影响

为了提高半导体激光器件的可靠性,研究了AlN过渡热沉上AuSn焊料不同配比对半导体激光器器件性能的影响。利用MOCVD 生长975 nm芯片,通过对半导体激光器器件表面形貌、空洞、光谱特性、热阻特性以及寿命测试,Au组分比重低于72%的AlN过渡热沉封装器件表面颜色明显不同于组分相对较高的,空洞较多,平均波长红移约5 nm,在寿命试验中过早失效,最终得出AuSn焊料中Au组分比重最好大于72%,小于80%,才能保证封装器件焊接质量,为实际生产和使用提供了指导意义。