1053 nm超辐射发光二极管量子阱的设计

对于给定波长的超辐射发光二极管,根据应变量子阱理论,研究了器件有源层组分与量子阱宽度的关系,并讨论了量子阱中In组分相对于不同波长的最小临界值.用MOCVD生长器件,实验结果与理论计算值吻合.     

850 nm超辐射发光二极管

设计并制作了一种用于中低精度光纤陀螺系统的850 nm超辐射发光二极管,对器件的波导模式进行了分析,给出了主要技术参数的设计和测试结果.实验结果表明,器件的波长为852.8 nm,光谱半宽为26 nm,100 mA工作电流下,管芯输出功率大于4.5 mW,保偏光纤输出功率大于200μW.     

超辐射发光二极管的结构特性及其应用

近几年来,由于超辐射发光二极管在光纤陀螺和光时域反射仪等方面的重要应用,已引起了人们的极大关注,许多国家都在竞相研制和开发.本文综述了目前超辐射发光二极管的主要结构和特性及其应用前景.     

超辐射发光二极管

近几年来光纤传感和光纤陀螺技术的飞速发展对光源提出了很高的要求，目前在国外这两项技术已经在军事和民用两个领域得到了广泛应用。而超辐射发光二极管(SLED)是一种具有高输出功率，宽光谱范围的高稳定光源，由于谱宽较宽，因此它的相干长度很短，能有效降低陀螺和传感系统中背向散射噪声带来的影响，由于它的输出功率较     

1 550 nm宽光谱超辐射发光二极管的研制

超辐射发光二极管因其宽光谱低抖动的光谱特点以及输出光为非相干光的特性,在光学相干层析成像技术、光处理技术等领域具有重要应用。为获得宽光谱低抖动的超辐射输出光,设计并制备了一种1 550 nm AlGaInAs多量子阱超辐射发光二极管。采取倾斜12波导并增加隔离区,结合抗反射薄膜,最终实现宽光谱输出的超辐射发光二极管,并比较了有无隔离区对器件性能的影响。实验结果表明,制得的超辐射发光二极管3 dB光谱宽度可拓宽至83 nm,光谱纹波小于0.1 dB,在200 mA工作电流下,出光功率大于1.5 mW。     

1.3μm超辐射发光二极管

本文报告了电子束蒸镀 Si_3N_4减反射膜的结果,并制成了1.3μm 超辐射发光二极管。室温连续输出功率1.2mW,光谱半功率宽度9nm。     

镀膜法获得的超辐射发光二极管的特性分析

在考虑了反射率与波长有关这一基本事实后，用图示方法对由镀膜法获得的超辐射发光二极管（ＳＬＤ）的特性进行了分析。结果表明：在判定减反射膜镀得好与不好的时候，最低反射处波长控制的准确性与最低反射率本身的大小都很重要；同时，也可以看到单面镀膜的ＳＬＤ振荡波长与增益峰值波长不重合的现象。     

850nm微型化封装超辐射发光二极管模块

研制了一种微型6针卧式结构的850nm超辐射发光二极管(SLD)模块,该模块采用激光焊接方式实现全金属化耦合封装,通过对模块结构的优化设计,使模块体积缩小为标准8针蝶形封装体积的一半。该模块在100mA工作电流下,尾纤输出功率大于1.5mW,光谱宽度大于20nm,纹波系数小于0.5dB,同时选用高效率微型半导体制冷器(TEC),使其正常工作温度范围和储存温度范围分别达到-50~75℃和-60~100℃。     

腔面反射率对超辐射发光二极管输出特性的影响

本文用耦合速率方程,从理论上分析研究了超辐射发光二极管(SLD)的功率输出特性。主要讨论了腔面反射率对其功率输出特性的影响。研究结果表明,半导体激光器(LD)存在一最佳输出功率腔面反射率,随腔面反射率的降低,SLD的功率曲线斜率减小,输出功率降低,光谱调制深度减小。增大后腔面反射率可以提高SLD的输出功率,减小其工作电流。由于腔面反射率的降低,前后传输的光子在有源区内的分布的对称性发生了变化,表现为非均匀性,后向传输波大于前向传输波。最后,把理论计算结果同我们研制的1.3μm徐层结构超辐射发光二极管的实验结果作了比较,得到了较好符合。     

Quantum cascade superluminescent light emitters with high power and compact structure

Quantum cascade(QC)superluminescent light emitters(SLEs)have emerged as desirable broadband mid-infrared(MIR)light sources for growing number of applications in areas like medical imaging,gas sensing and national defense.However,it is challenging to obtain a practical high-power device due to the very low efficiency of spontaneous emission in the intersubband transitions in QC structures.Herein a design of^5μm SLEs is demonstrated with a two-phonon resonancebased QC active structure coupled with a compact combinatorial waveguide structure which comprises a short straight part adjacent to a tilted stripe and to a J-shaped waveguide.The as-fabricated SLEs achieve a high output power of 1.8 mW,exhibiting the potential to be integrated into array devices without taking up too much chip space.These results may facilitate the realization of SLE arrays to attain larger output power and pave the pathway towards the practical applications of broadband MIR light sources.     

970 nm超辐射发光二极管弯曲脊形波导数值分析

本文基于光束传播法(beam propagation method, BPM)和时域有限差分法(finite difference time domain method, FDTD)建立了分析模型,模拟并分析了弯曲脊形波导超辐射发光二极管(superluminescent light emitting diode, SLD)不同结构参数(刻蚀深度、曲率半径、脊形宽度)对波导损耗的影响和倾斜脊形波导不同结构参数(刻蚀深度、脊形宽度、倾斜角度、发射波长)对模式反射率的影响。计算表明,弯曲脊形波导的刻蚀深度和曲率半径是影响波导损耗的重要因素。刻蚀深度较浅使波导对光场的限制作用较弱,过小的曲率半径会使模式传输泄露严重,损耗大大增加。脊形宽度越大,波导损耗越小,其对波导损耗影响较小。脊形波导的端面倾斜角度是抑制模式反射率的重要因素,脊形宽度增加,模式反射率逐渐减小,并在特定的几个角度形成的奇点达到最小值。刻蚀深度对于模式反射率的影响作用较小,但随着刻蚀深度的增加,奇点发生的角度产生了向小角度偏移。在特定的倾斜角度范围内,随着波长减小,奇点的数目会逐渐增加。研究结果可对设计具有优越性能的SLD器件...     

高功率1060 nm半导体激光器波导结构优化

针对高功率1060 nm半导体激光器的外延结构,分析了影响器件功率进一步提高的原因.根据分析,优化了激光器的量子阱结构和波导结构,并理论模拟了波导宽度对模式和输出功率的影响.根据不同模式的光场分布,对量子阱有源区的位置进行了优化,并设计了非对称、宽波导结构.对不同模式的限制因子进行了计算,结果表明,优化后的非对称波导结构能够在降低基模的限制因子的同时,增加高阶模式的损耗.     

高功率808 nm AlGaAs/GaAs基半导体激光器巴条的热耦合特征

利用红外热成像技术和有限元方法在实验和理论上研究了高功率808 nm半导体激光器巴条热耦合特征,给出了稳态和瞬态热分析,呈现了详细的激光器巴条热耦合轮廓.发现器件稳态温升随工作电流呈对数增加,热耦合也随之增加且主要发生在芯片级.另外,作者利用热阻并联模型解释了芯片级热时间常数随工作电流减小的现象.     

大功率半导体激光熔覆高速钢研究

使用2kW半导体激光在工具钢表面熔覆高速钢粉末。在同轴送粉的粉末汇聚点与激光的聚焦点可获得无裂纹的熔覆层。随着激光功率的增加,熔覆层厚度和粉末利用率增加,同时基体对熔覆层的稀释率下降。获得的熔覆层的硬度达到800Hv0.3,基体硬度200Hv0.3,表明大功率半导体激光在表面熔覆领域具有很好的应用前景。     

Hydrogen sensing characteristics of Pd-SiC schottky diode operating at high temperature

A Pd-SiC Schottky diode for detection of hydrogen gas operating at high temperature was fabricated. Hydrogen-sensing behaviors of Pd-SiC Schottky diode have been analyzed as a function of hydrogen concentration and temperature by current-voltage (I-V) and ΔI-t methods under steady-state and transient conditions. The effect of hydrogen adsorption on the barrier height was investigated. Analysis of the steady-state kinetics using I-V method confirmed that the atomistic hydrogen adsorption process is responsible for the barrier height change in the diode.     

808nm DFB半导体激光器的光栅制备

实验优化设计了808nm DFB半导体激光器的二级布拉格光栅结构,介绍了808 nm分布反馈（DFB）半导体激光器光栅制备的工艺过程。采用全息光刻方法和湿法腐蚀技术在GaAs衬底片上制备了周期为240nm的光栅图形,全息光刻系统采用条纹锁定技术降低条纹抖动和提高干涉稳定性,腐蚀液采用H3PO4 : H2O2 : H2O (1 : 1 : 10),腐蚀时间为30s。光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）测试显示,光栅周期为240nm,占空比为0.25,深度为80nm,具有完美的表面形貌,及良好的连续性和均匀性。     

高速脊波导激光器寄生电容的分析

高速调制半导体激光器光源是光纤通信系统、相控阵雷达等的关键器件。高速激光器的寄生电容是影响其调制带宽的因素之一。为了减小寄生电容,针对脊波导结构激光器的电容,采用计算机模拟与实际测试相结合的方法,进行了理论分析和实验验证。结果表明,其寄生电容大小不仅与电极金属化面积有关,还与隔离沟的腐蚀深度有关。当腐蚀至波导层时,寄生电容减小到10pF以下。这一结论对实现激光器的高速调制是非常有意义的。     

改善光谱特性的980nm 宽面刻槽FP腔半导体激光器

设计并制备了一种新型宽面刻槽结构的FP谐振腔半导体激光器。运用一种新型的半解析的设计方法,我们通过向常规的980nm宽面FP谐振腔中刻蚀少量的槽来引入有效折射率微扰,以期实现器件光谱特性的显著改善。低密度的刻槽结构通过常规光刻和干法刻蚀工艺来实现,实验结果发现：器件典型的半高谱宽小于0.4nm,同时在10℃-60 ℃的测试温度范围内,该器件的波长随温度漂移也由0.26 nm/℃ 降低为0.07 nm/℃。以上实验结果表明:宽面FP腔中的刻槽结构能够明显改善器件的光谱特性.