1.55μm AlGaInAs/InP小发散角量子阱激光器的仿真和制备

理论仿真和实验制备了AlGaInAs/InP材料1.55 μm小发散角量子阱激光器。为了扩展近场光场并减小内损耗,将一个非对称模式扩展层插入到外延结构的下盖层当中。仿真结果表明,该模式扩展层除了少量增加激光器阈值电流以外,在不影响激光器其它性能的情况下能显著减小激光器的垂直远场发散角。实验结果与理论仿真高度吻合。成功制备出脊宽4 μm,腔长1000 μm的脊波导小发散角激光器。在端面未镀膜的情况下,该激光器阈值电流为56 mA,输出功率为17.38 mw@120 mA,斜率效率可以达到0.272 W/A。实验测得垂直远场发散角为29.6°,相比较传统激光器减小了约35.3%。     

AlGaInAs/InP应变补偿多量子阱激光器

为了优化在长距离光纤通讯系统中采用的1.31μm波长的量子阱激光器,对AlGaInAs/InP材料的有源区应变补偿的量子阱激光器进行了设计研究。采用应变补偿的方法,根据克龙尼克-潘纳模型理论计算出量子阱的能带结构,设计出有源区由1.12%的压应变AlGaInAs阱层和0.4%的张应变AlGaInAs垒层构成。使用ALDS软件对所设计出的器件进行了建模仿真,对其进行了阈值分析和稳态分析。结果表明,在室温25℃下,该激光器具有9mA的低阈值电流和0.4W/A较高的单面斜率效率;在势垒层采用与势阱层应变相反的适当应变,可以降低生长过程中的平均应变量,保证有源区良好的生长,改善量子阱结构的能带结构,提高对载流子的限制能力,降低阈值电流,提高饱和功率,改善器件的性能。     

1.55μm GaInAsP/InP DFB-DC-PBH激光器

在n-InP衬底或GaInAsP波导层上,使用氩离子激光器全息曝光方法刻制二级光栅,进行低温液相外延生长.再利用已有的DC-PBH激光器的制作工艺技术,构成了分布反馈双沟道平面掩埋异质结激光器(DFB-DC-PBH LD).15℃连续工作最低阈值电流为63mA,典型值70-120mA,线性输出光功率大于4mW,外微分量子效率为5～8.3％,主模波长λ温度漂移系数△λ/△T为0.8～1.0A/℃,静态单纵模较好,在400Mbit/s,700Mbit/s和1.4Gbit/s,20mA脉冲电流随机码调制下,单纵模工作稳定.相同条件下,DC-PBH LD单纵模明显变为多模或跳模.     

小发散角量子阱激光器研究

使用三层平板波导理论分析了半导体量子阱激光器远场分布。针对大功率激光器讨论了极窄和模式扩展波导结构方法减小垂直方向远场发散角,得到了极窄波导结构量子阱激光器远场分布的简化模型,获得了垂直发散角的理论值,垂直方向远场发散角减小为28.6°;使用传输矩阵方法模拟了模式扩展波导结构量子阱激光器的近场光斑及远场分布,垂直方向远场发散角减小为16°。实验测试了极窄和模式扩展波导结构量子阱激光器的垂直发散角,理论结果与实验测试获得的发散角基本一致,实现了降低发散角的要求,获得了小发散角量子阱激光器。     

键合法制备硅基1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器

在硅基上成功地制备出了1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器.设计并生长了适合于键合的量子阱激光器结构材料,通过直接键合技术,将Si衬底与InP-InGaAsP外延片键合到一起.剥离去掉InP衬底后,在5～6μm的薄膜上制备出20μm条形边发射激光器.室温下,阈值电流160mA(电流密度为2.7kA/cm2),功率可达10mW以上(在约350mA电流下),实现了1.55μm长波长边发射激光器与Si的集成.目前,该结果国际上还未见报道.     

键合法制备硅基1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器

在硅基上成功地制备出了1.55μm InP-InGaAsP量子阱激光器.设计并生长了适合于键合的量子阱激光器结构材料,通过直接键合技术,将Si衬底与InP-InGaAsP外延片键合到一起.剥离去掉InP衬底后,在5～6μm的薄膜上制备出20μm条形边发射激光器.室温下,阈值电流160mA(电流密度为2.7kA/cm2),功率可达10mW以上(在约350mA电流下),实现了1.55μm长波长边发射激光器与Si的集成.目前,该结果国际上还未见报道.     

1.55μm掩埋条形InGaAsP/InP激光器

用两次液相外延的方法制备了 1.55μm掩埋条型 InGaAsP/InP双异质结激光器.室温下的阈电流低达55mA.在接近3格阈值时,器件的光强-电流特性仍保持良好的线性度.直到1.6倍阈值时仍可得到稳定的单纵模、基横模工作.     

含新型载流子注入光栅的1.55μm InGaAsP/InP应变多量子阱DFB激光器

本文报道了一种含新型载流子注入光栅的１．５５μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变多量子阱分布反馈（ＤＦＢ）激光器．我们对该器件的掺杂与结构进行了优化,增强了载流子阻挡光栅的作用,得到了很强的增益耦合．利用ＬＰＥ和ＭＯＣＶＤ混合生长,在器件端面无镀膜的条件下获得了很高的单模成品率．     

含新型载流子注入光栅的1.55μm InGaAsP/InP应变多量子阱DFB激光器

本文报道了一种含新型载流子注入光栅的１．５５μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变多量子阱分布反馈（ＤＦＢ）激光器．我们对该器件的掺杂与结构进行了优化,增强了载流子阻挡光栅的作用,得到了很强的增益耦合．利用ＬＰＥ和ＭＯＣＶＤ混合生长,在器件端面无镀膜的条件下获得了很高的单模成品率．     

MOVPE生长1.3 μm无致冷AlGaInAs/InP应变补偿量子阱激光器研究

通过低压金属有机化学气相外延 (LP MOVPE)工艺生长了AlGaInAs应变补偿量子阱材料 ,通过X射线双晶衍射、光荧光、二次离子质谱的测试分析得到了材料生长的优化工艺参数 ,降低了材料中的氧杂质含量 ,得到了高质量AlGaInAs应变补偿量子阱材料 ,室温光致发光半宽FWHM =2 6meV。采用此外延材料成功制作了 1 3μm无致冷AlGaInAs应变量子阱激光器 ,器件测试结果为 :激射波长 :12 90nm≤ λ≤ 1330nm ;阈值电流 :Ith(2 5℃ )≤15mA ;Ith(85℃ )≤ 2 5mA ;量子效率变化 :Δηex(2 5～ 85℃ )≤ 1 0dB。     

全固源分子束外延InAsP/InGaAsP多量子阱1.55μm激光器

利用新型全固源分子束外延技术 ,对 1 .5 5 μm波段的 In As P/ In Ga As P应变多量子阱结构的生长进行了研究。实验表明 ,较低的生长温度或较大的 / 束流比有利于提高应变多量子阱材料的结构质量 ,而生长温度对材料的光学特性有较大的影响。在此基础上生长了分别限制多量子阱激光器结构 ,制作的氧化物条形宽接触激光器实现了室温脉冲工作 ,激射波长为 1 5 63 nm,阈值电流密度为 1 .4k A/ cm2 。这是国际上首次基于全固源分子束外延的 1 .5 5 μm波段 In As P/ In Ga As P多量子阱激光器的报道     

大功率高效率2μm锑化镓基量子阱激光器（英文）

通过MBE外延系统生长了2μmGaSb基AlGaAsSb/InGaSbI型量子阱激光器,并制备了宽面条形波导激光器件,在20℃工作温度下,器件最大连续激射功率达到1.058W,当注入电流为0.5A时,峰值波长为1.977μm,最大能量转换效率为20.2%,在脉冲频率为1000Hz,占空比为5%的脉冲工作模式下,最大激射功率为2.278W.     

大功率小垂直发散角980nm量子阱激光器

提出了一种新型非对称宽耦合波导结构,通过理论计算优化了结构中n型波导层和限制层厚度,并采用低压金属有机化学气相沉积方法生长了设计的器件结构.测试了器件的光电特性,1200μm腔长器件的阈值电流为590 mA,斜率效率为0.96 w/A,最大输出功率达2000mW;当注入电流为0.6 A时,其远场发散角为16.1°(θ⊥)×10.2°(θ//).实验结果表明:新型非对称宽耦合波导结构能实现器件大功率输出,有效减小器件远场垂直发散角,改善器件光束质量.     

1.55μm多量子阱行波光放大器

介绍了1.55μm波段的多量子阱(MQW)行波式半导体激光放大器的制备及其特性的测量.其测量结果.在注入脉冲电流条件下.内增益为20dB.饱和输出峰值功率为40mW.     

900nm窄发散角量子阱激光器

使用传输矩阵方法模拟光场特性,设计了带有模式扩展层的900 nm窄发散角量子阱激光器(LD),利用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术生长了器件.垂直方向远场发散角由常规结构LD的35°减小为20°,且阈值电流和光限制因子都没有明显变化.     

高性能低阈值高温无致冷1．3μm AlGaInAs量子阱激光器

讨论了影响激光器高温特性的主要因素,提出了在1．3μm高温无致冷AlGaInAs应变量子阱激光器中采用倒台脊波导（RM－RWG）结构可以改善激光器高温无致冷的工作特性,研制出了RM－RWG结构的1．3μm高温无致冷AlGaInAs应变量子阱激光器,其阈值是流为6mA,特征温度达到95K（25℃－85℃）,这些结果为目前文献报道的最好水平。     

1.3μm InGaAsP/InP应变多量子阱部分增益耦合DFB激光器

本文在国内首次报道了采用直接刻蚀有源区技术在应变多量子阱有源区结构基础上制作了１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ部分增益耦合ＤＦＢ激光器，器件采用全ＭＯＶＰＥ生长，阈值电流１０ｍＡ，边模抑制比（ＳＭＳＲ）大于３５ｄＢ，在端面未镀膜情况下器件单纵模成品率较高     

1.3 μm和1.55 μm GaInAsP/InP阵列激光器

GaInAsP/InP系列激光器由于其T0 小 ,且受环境温度影响大 ,所以用一般结构制作阵列器件是很困难的。而采用大光腔 (LOC)结构的激光器 ,其T0 值可达 10 0～ 140K ,单个 1.3μm激光器 ,脉冲峰值功率超过 3W ,单个 1.55μm激光器 ,脉冲峰值功率超过 2W。用它们的芯片研制了堆积阵列激光器。在研制中发现 ,阵列的输出功率小于各单元器件输出功率之和 ;而减小的比率随着单元数目增加而增加。所制成的 3× 4单元的 1.3μm阵列激光器 ,其脉冲峰值功率大于 2 4W ;4× 4单元的 1.55μm阵列激光器的脉冲峰值功率大于 2 0W。     

室温连续激射的1.55μm质子轰击条型InGaAsP/InP激光器

制备了室温连续工作的1.55微米质子轰击条型 InGaAsP/InP 双异质结激光器。室温下的最低阈电流密度是2000 A/cm~2.平均归一化阈电流密度是5000 A/cm~2μm。室温附近的阈值特征温度是48 K。在1.3倍直流阈值下呈单纵模工作。