MOCVD生长InP/GaInAsP DBR结构及相关材料特性

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法InP衬底上成功地制备了GaxIn1-xAsyP1-y/InP交替生长的分布布喇格反射镜(DBR)结构以及与之相关的四元合金GaxIn1-xAsyP1-y和InP外延层。利用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、低温光致发光(PL)光谱等测量手段对材料的物理特性进行了表征。结果表明,在InP衬底上生长的InP外延层和四元合金GaxIn1-xAsyP1-y外延层77K光致发光(PL)谱线半峰全宽(FWHM)分别为9.3meV和32meV,说明形成DBRs结构的交替层均具有良好的光学质量。X射线衍射测量结果表明,四元合金GaxIn1-xAsyP1-y外延层与InP衬底之间的相对晶格失配仅为1×10-3。GaxIn1-xAsyP1-y/InP交替生长的DBR结构每层膜的光学厚度约为λ/4n(λ=1.55/μm)。根据多层膜增反原理计算得出当膜的周期数为23时,反射率可达90％。     

MOCVD-Ga0.4In0.6As0.85P0.15/InP分布布喇格反射镜的反射率

采用MOCVD方法在InP衬底上制备了高质量的四元合金Ga0.4In0.6As0．85P0.15和InP外延层,用椭圆偏光仪测得Ga0.4In0.6As0.85P0.15和InP外延层的折射率。由这两种具有不同折射率的半导体材料交替生长构成不同周期的分布布喇格反射镜(DBR)。研究了不同周期的DBR结构的反射率与波长及反射率与DBR结构周期数的关系。根据多层膜增反原理,当中心波长为1．55um时,反射率随周期数增加迅速增加,周期数为23时,反射率可达99．97％。利用MOCVD技术,通过Ga0.4In0.6As0.85P0.15/InP的交替生长,成功地获得周期数分别为3,4,7,11,15,19,23的分布布喇格反射镜(DBR)。实验结果表明,已获得表面如镜面状的二元InP外延层,而组分x,y分别为0．4,0．85的四元合金,因其处于混溶隙,外延层表面较粗糙,未获得镜面状表面。反射率的测量结果表明,反射镜的反射率随周期数的增加而升高,当DBR的周期数为23时,反射率为54．44％,与理论结果尚存在一定差距。     

光吸收法检测GaxIn1-xAsyP1-y/InP双异质结液相外延片的室温禁带宽度

用双光束分光光度计测定了GaxIn1-xAsyP1-y/InP双异质结外延片中四元层的禁带宽度,并和制得的发光管发射波长及计算值进行比较。部分样品用电子探针阴极荧光法对照。说明光吸收法简便、迅速、可靠。可对液相外延质量提供一定的评价。     

p型Ga0.47In0.53AS接触层的生长

用过冷法在632-630℃生长了掺Zn的p型Ga0.47In0.53As接触层.研究了液相中Ga组分和Zn组分对GaxIn1-xAs/InP异质结晶格失配的影响,用一次外延技术生长了GaxIn1-xAs作接触层的GaInAsP/InP双异质结.     

使用FBG及更短光纤的高效Er3+-Yb3+共掺双包层光纤放大器

提出在光纤放大器中,使用光纤布喇格光栅作为泵浦光反射镜,所需的双包层光纤可以缩短,同时至少保持了与没有光纤布喇格光栅作为反射镜时光纤放大器相同的性能.基于速率及传输方程,对使用和不使用光纤布喇格光栅的铒、镱共掺双包层光纤放大器的性能进行了数值模拟.结果表明,使用光纤布喇格光栅作为反射镜时光纤放大器可以获得与无光栅时相同的输出功率,但仅仅需要后者长度一半的光纤,无论是前向泵浦还是后向泵浦.对后向泵浦方式并使用光纤布喇格光栅作为反射镜,可获得最高的输出功率及光增益,同时使用了较短的光纤.     

GaInAsP/InP阶梯量子阱中电子-电子的散射率

在有效质量近似下,利用打靶法和费米黄金定则计算出GaxIn1-xAsyP1-y/In P阶梯量子阱中两个及多个电子从第一激发态子带到基态子带的散射率及平均散射率。计算结果表明,电子-电子的散射率和平均散射率随Ga组分和阱宽的增大而升高,随As组分的增大而降低。散射率随电子初态能和外加电场强度的增大而降低,平均散射率随载流子浓度的增大而升高。电子温度对平均散射率的影响不明显,平均散射率随着电子温度的升高而稍微降低。     

InP/SiO_2纳米复合膜的微观结构和光学性质

应用射频磁控共溅射方法在石英玻璃和抛光硅片上制备了InP SiO2 复合薄膜 ,并在几种条件下对这些薄膜进行退火 .X射线光电子能谱和卢瑟福背散射实验结果表明 ,复合薄膜中InP和SiO2 的化学组分都大体上符合化学计量配比 .X射线衍射和激光喇曼谱实验结果都证实了复合薄膜中形成了InP纳米晶粒 .磷气氛保护下的高温(5 2 0℃ )退火可以消除复合薄膜中残存的In和In2 O3 并得到了纯InP SiO2 纳米复合薄膜 .实验观察到了室温下纳米复合薄膜的明显的光学吸收边蓝移现象和光学非线性的极大增强     

含有负折射率介质层的布喇格镜的光学特性研究

从电磁场理论推导了光波在负折射率介质薄层中的传输矩阵,对由正、负折射率介质构成的全介质布喇格反射镜的反射带宽和角度特性进行了分析和讨论,与普通的均由正折射率介质构成的布喇格反射镜的相应特性做了对比,并根据薄膜理论对研究结果作了解释.结果表明含有负折射率介质的布喇格全反射镜的反射带宽和角度特性均优于普通由正折射率介质构成的布喇格镜.     

薄膜光学 光学薄膜参数测试

O484.5 2006032393金属有机化合物汽相沉积技术制备布喇格反射镜确定外延厚度的方法=Determining method of the thickness ofthe distributed Bragg reflector grown by metal-organicchemical vapor depositon[刊,中]/盖红星(北京工业大学电控学院光电子技术实验室.北京(100022)) ,陈建新…∥光学精密工程.—2006 ,14(1) .—54-57应用传输矩阵方法分析了厚度偏差对半导体布喇格反射镜(DBR)反射谱的影响,并利用这种影响提出了一种金属有机化合物汽相沉积( MOCVD)制备布喇格反射镜精确确定外延厚度的方法。据此,应用MOCVD生长了980nm…     

基于严格耦合波理论的周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质分析

采用严格耦合波理论,数值计算了不同参量下周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质.研究表明:周期性极化铌酸锂晶体的周期性畴反转结构在电场的作用下相当于折射率衍射光栅,衍射性质和晶体的几何结构、周期、施加电场和入射角密切相关.以布喇格角度入射并满足布喇格衍射条件时,0级衍射光能量随施加电场的增大周期性地转化到-1级的衍射光中,最大转化效率达100%,增大周期性极化铌酸锂晶体的长度可以有效地降低转换电压值;以布喇格角度入射但光传输不满足布喇格衍射条件时,0级衍射光和-1级衍射光不能进行100%的能量转换,同时调制的周期性受到破坏.以布喇格角的倍数角入射时,0级光能量可以转化到相应的其他较高衍射级次,其中奇倍数衍射级的最大转换效率可达100%.研究结果为基于PPLN的集成电光器件设计提供有价值的参考.     

Ga1-xInxAs/InAsyP1-y/InP异质结的MOCVD生长及表征

Ga1-xInxAs(x>0.53)材料是未来长距离低损耗光纤通信的理想光源材料和探测器材料之一.我们采用水平常压MOCVD系统,在InP衬底上成功地生长了Ga1-xInxAs(x>0.53)/InAsyP1-y/Inp异质结材料.其中InAs1-yPy为组份阶梯变化的多层结构.由样品的(400)面X光衍射结果测定了各层组份.由二次离子质谱(SIMS)得到了样品剖面组份变化结果,证明InAs1-yPy层组份为阶梯状变化的.通过对光致发光结果和X光衍射结果比较,可以看到,InAsyP1-y层通过位错和弹性畸变二种方式来释放或积累Ga1-xInxAs与InP间的失配应力,从而减少了Ga1-xInxAs中的失配位错.有效地改善了Ga1-xInxAs的质量.已获得了x高达0.94表面光亮的Ga1-xInxAs/InAs1-yPy/InP异质结材料.     

非线性光学 非线性光学器件

O437 2005031832 非线性一维光子晶体波导光双稳=Characteristics of opti- cal bistability of nonlinear one-dimensional photonic crystal waveguide[刊,中]／陈明(哈尔滨工业大学理学院应用物理 系．黑龙江,哈尔滨(150001)),李淳飞…∥发光学报．- 2004,25(6)．-620-624 利用非线性折射率系数较大且非线性时间响应较快 的CdSxSe1-x玻璃为材料,设计并制备了非线性一维光子 晶体波导光双稳器件,该器件的折射率空间分布呈正弦形 式。实验测得双稳开关的阈值功率密度为1．6×10~5 W／ cm2,开关时间为63 ps。采用时域有限差分方法讨论了光     

阴极射线投影管中微腔荧光屏的研制

提出法布里-波罗微腔结构的荧光屏.该微腔荧光屏由前反射镜、薄膜荧光粉层、后反射镜三部分组成.前后反射镜是由多层介质膜构成的布喇格反射镜,作为腔体的薄膜荧光粉层发出的光通过微腔效应在需要的颜色波段得到增强并且发光集中在较小的角度范围内,从而分别提高了图像色纯度和屏幕亮度.采用Matlab进行了蓝色微腔荧光屏的模拟设计,在TXX550电子束镀膜机上进行了实际制作.测试结果表明,微腔荧光屏的发射光谱的半高宽仅24 nm,比相应的薄膜荧光屏窄化了3.4倍,发光强度增加了8倍.实验与模拟设计基本吻合.     

基于花生形和光纤布喇格光栅结构的温度不敏感光纤曲率传感器

为了解决光纤传感器波长解调成本高以及交叉敏感的问题,提出一种温度不敏感光纤曲率传感器,该传感器是由花生形结构连接一个光纤布喇格光栅组成,对反射光采用强度解调.光进入花生形结构后激发出包层模式,通过光纤布喇格光栅反射后,反射的纤芯模再次在花生形结构产生不同阶次的包层模,然后和反射的纤芯模耦合,在反射光谱中除了光纤布喇格光栅的布喇格反射峰外,在短波长处出现若干个谐振峰,波长越小,包层模的阶次越高.实验结果表明曲率的变化范围为0.669 0~1.250 0m~(-1)时,测量到反射谐振峰平均光功率为2.260×10~(-7)~1.501×10~(-7) mW,灵敏度为-1.306×10~(-7) mW/m-1,在温度范围25℃~75℃内,反射包层模光功率基本保持不变.该传感器成本低且花生形结构制作简单、机械强度大.     

光学相关论题 空间光学

V447．3 2005053989 多CCD拼接相机系统中靶面的旋转误差=Misdistance er- ror due to rotation in multiple CCD butting camera[刊, 中]／王军(中科院长春光机所．吉林,长春(130022)),杨会 玲…∥半导体光电．-2005,26(1)．-72-74,78 在分析单片CCD靶面的旋转理论误差基础上,给出 了多CCD拼接相机系统靶面的旋转误差模型,同时提出 了测量该系统中靶面误差的方法以及修正方法。大量实 验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该 系统测量精度。图6参6(严寒)     

声光技术的进展

一、声光效应和声光器件 当声波在介质中传播时,由于物质的光弹效应,使介质的折射率发生周期性变化,从而也像相位光栅那样使光衍射.当超声波频率较低,声光互作用区较短时,入射光常被衍射成多级衍射光,这就是喇曼-奈斯衍射.如果超声波频率很高,光沿着适当的角度射入介质并通过较多的超声波阵面,则高次衍射光消失,只剩下0级和1级光,这就是布喇格衍射,这时入射光与衍射光的角度应满足布喇格方程即     

In1-xGaxAsyP1-y/InP异质界面晶格失配对外延晶体质量的影响

用X-射线双晶衍射,双晶形貌术和光致发光方法综合研究了In1-xGaxAsyP1-y/InP异质界面晶格失配对LPE晶体质量的影响。实验表明,异质界面晶格失配是导致外延层中位错和缺陷增多,杂质凝聚和辐射复合深中心增多的重要因素。     

光电子技术与器件 光学传感、传感器

TP212．12 2005042921 光敏层电阻率非均匀分布对PSD定位影响的研究=Influ- ence of non-homogeneous resistivity in the photosensitive layer on position sensitive detectors[刊,中]／陶忠祥(中科院长春光机所,吉林,长春(130033)),林明秀…／／光学技术,-2005,31(1),-84-86,89 采用数值方法对光敏层电阻率的非均匀分布及对位置敏感探测器(PSD)的影响进行了研究,结果显示,在现有的制作工艺保障最大电阻率变化不超过1％时,电阻率的非均匀分布对四边形PSD的非线性影响很小,相比较之     

几何光学 光学镜头、光学零部件

TH703 2005010040 用于自适应光学系统的几种新型可变形反射镜=Some novel deformble mirrors used in adaptive optics[刊,中]/余洪斌(华中科技大学光电子工程系.湖北,武汉(430074). 陈海清…∥半导体技术．-2004,29(5)．-64-67 从原理及制作工艺上论述了几种新型的可变形反射镜,为下一步的深入研究打下基础。图8参6(严寒)     

GaxIn1-x缓冲层组分对InP自组装形貌影响的研究

应用缓冲层对自组装结构的作用能Er和自组装结构表面能Es的协同作用分析了InP自组装结构在GaxIn1-xP缓冲层表面的形貌变化，计算发现缓冲层组分影响自组装结构的形貌，随着缓冲层与InP自组装结构之间应力的增加，InP岛倾向于拉长，理论计算还发现随着自组装结构体积的增大，自组装结构也随之拉长，而且缓冲层的参数决定了自组装结构最小能量状态时的体积大小，应用金属有机物化学气相沉积技术在GaAs衬底上生长了不同的InP／GaInP体系，并对实验得到的自组装体系形貌进行了分析，实验结果证实了以上的理论分析。