InGaAs／AlGaAs单量子阱激光器低阈值激射

研制了InGaAs/AlGaAs SQW激光器,对其工作特性如阈值电流密度、激射波长、特征温度、远场分布等进行了研究. 用MOCVD方法生长制备了InGaAs/AlGaAs分别限制单量子阱结构材料,得出其各层组分和能带分布.首先在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层和AlGaAs波导层,然后生长窄能带的AlGaAs量子阱势垒层,再继续生长InGaAs量子阱有源区.其后继续生长AlGaAs势垒层、高Al组分AlGaAs波导层和GaAs高掺杂欧姆接触层.我们发现在低温范围里(160 K～220 K)阈值电流密度随温度升高而减小,与普通量子阱激光器正相反,表现出负的特征温度.随着温度进一步提高,阈值电流密度表现出指数式增大.300 K下腔长2000 μm的激光器最低的阈值电流密度约为200 A/cm2.(OD7)     

低阈值1.3μmMQW激光器

利用叔丁砷化氢（ＴＢＡ）和叔丁磷化氢（ＴＢＰ）的ＭＯＶＰＥ已制成低阈值１．３μｍ的ＩｎＧａＡｓＰ多量子阱（ＭＱＷ）激光器。实验证明：与用常规的氢化物ＨｓＨ３和ＰＨ３生长的四元ＩｎＧａＡｓＰ材料相比，用ＴＢＡ和ＴＢＰ进行的四元材料生长可改善Ｖ族组分的可控性。从而使２英寸的ＩｎＧａＡｓＰ ＭＱＷ晶片的光致发光（ＰＬ）波长具有极好的均匀性，其标准偏差仅２．６ｎｍ，４．２Ｋ时，ＰＬ的最大半值全宽（ＦＷＨＭ     

InGaAsP多量子阱微盘激光器

采用湿法化学腐蚀在气洙ＭＢＥＩｎＧａＡｓＰ多量子阱材料上制作了微盘型激光器，直径８μｍ的微盘激光器表现出很好的单模激射特性，阈值泵浦功率为１７０μＷ，激射线宽为１．５ｎｍ．以微腔激光器的宽激射线宽作了初步分析。     

短腔长单模量子级联激光器

报道了激射波长为5.4和7.84μm的应变补偿In1-xGaxAs/In1-yAlyAs量子级联激光器的单模激射.以高质量的应变补偿量子级联激光器材料为支撑,通过减小FP腔长,开辟实现单模器件的新途径.首次实现阈值电流仅为50mA、腔长为145μm的激射波长在λ≈5.4μm的单模激射和阈值电流仅为80mA、腔长为170μm的激射波长在λ≈7.84μm的单模激射.这是目前InGaAs/InAlAs材料体系最短腔长的边发射量子级联激光器.     

国内外半导体微碟激光器的发展现状

本文简要叙述了国内外微碟激光器的发展现状和制备技术。     

单模AlGaAs／GaAs脊形波导量子阱半导体激光器

本文报道用分子束外延设备研制梯度折射率分别限制式单量子阱AlGaAs/GaAs脊形波导半导体激光器。该激光器具有良好的性能,条宽5μm器件室温阈值电流23mA,线性连续输出单模激光功率大于15mW。     

当代信息高速公路技术中的理想光源—微碟激光器研制成功

在微腔激光和光子集成新一代信息处理技术中具有广阔应用前景的新型微腔激光器———微碟激光器最近由中科院长春光机所研制成功。随着现代超薄材料生长和各种超精细加工技术发展而诞生的微腔激光器，已经成为当代半导体研究领域的热点之一。微腔光子技术，如微腔探测器、微腔谐振器、微腔光晶体管、微腔放大器及其集成技术研究的突破，可使超大规模集成光子回路成为现实。因此，世界上包括美国在内的一些发达国家都在微腔激光器的研究方面投入了大量的人力和物力。在国家自然科学基金和吉林省科委的资助下，长春光机所的科技人员打破常规，…     

单模GaAs/AlGaAs短腔长量子级联激光器

通过缩短Fabry-Pérot腔量子级联激光器的腔长,得到了激射波长为11.4μm的单模GaAs/AlGaAs量子级联激光器。纵模间距与F-P腔腔长成反比,腔长为150μm的器件实现了稳定单模激射,在85K时边模抑制比达到19dB。     

低阈值InGaAs-GaAs应变层多量子阱激光器

采用分子束外延(MBE)和二次液相外延技术(LPE)研制出InGaAs-CaAs折射率缓变分别限制应变层多量子阱(GRINSCH-STL-MQW)掩埋异质结(BH)激光器.在宽接触阈值电流密度1 kA/cm~2的条件下,获得了很低的阈值电流,室温时,腔面未镀膜激光器的阈值电流为5.6mA.(L=120μm,CW.20℃)激射波长为9386A左右.外微分量子效率高达每面0.48mW/mA,最高输出功率大于30mW.     

光泵浦Si衬底GaN基回音壁模式微盘谐振腔激光器

氮化镓基微盘结构光学谐振腔具有波长选择范围宽、模式体积小和激射阈值低等特点,其在腔量子电动力学、低阈值激光器、生物传感器等方面具有重要的研究价值.通过优化制备微盘的干法刻蚀工艺及选择性湿法腐蚀技术,制备出侧壁陡峭且光滑的高Q值Si衬底GaN基回音壁模式微盘谐振腔,该微盘谐振腔的制备工艺简单、表面损伤小.在室温、266 nm短波长激光泵浦条件下,微盘谐振腔激光器实现了激射,阈值为2.85 MW/cm2,Q值达到2161.     

Dynamically Modulated GaN Whispering Gallery Lasing Mode for Strain Sensor

The continuous development of strain sensors offers significant opportunities for improving human–machine interfaces and health monitoring. The dynamically modulated lasing mode is a novel approach to realize a flexible, noncontact, high color‐resolvability, high‐resolution, and ultrasensitive strain sensor. Here, a flexible strain sensor perceiving stress variations is reported via the dynamical regulation of a GaN whispering gallery lasing mode based on the piezoelectric effect. The refraction index of GaN shows a linear relationship with the applied external tensile strain, resulting in a redshift phenomenon of the lasing mode peak at room temperature due to the predominant function of the piezoelectric polarization in the GaN microwire. Compared with a strain sensor relying on the wavelength shift of a photoluminescence (PL) emission peak, the differences and advantages of a sensor based on the strain‐induced lasing mode variation are also investigated and analyzed systematically. This strain sensor may serve as an essential step toward the color mapping of mechanical signals by optical methods, with potential applications in color‐perceived touching sensing, noncontact stress measurement, laser modulation, and optical communication technologies.     

半导体多量子阱激光器的波导模式分析

本文以多层结构波导模式的精确解为准,讨论了各种等效折射率法,并对量子尺寸效应的影响提出一个考虑到阱间相互作用强弱的半经验的处理方法,得出与最近多量子阱实验数据符合较好的结果.     

低阈值量子结构激光器的优化结构设计

针对低阈值半导体量子结构激光器（简称量子结构激光器）,包括量子阱、量子线和量子点结构,给出了一个完整简便的方法用以优化设计最低阈值条件所需要的有源区结构。以对数形式给出了量子结构激光器材料增益和注入载流子浓度的关系,并且以ＩｎＧａＡｓ（Ｐ）／ＩｎＰ量子阱激光器和ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ自组装量子点结构激光器为例,分别计算了为得到最低阈值电流所需要的量子阱阱数和自组装量子点的面密度以及激光器的腔长。     

Coreless Fiber‐Based Whispering‐Gallery‐Mode Assisted Lasing from Colloidal Quantum Well Solids

Whispering gallery mode (WGM) resonators are shown to hold great promise to achieve high‐performance lasing using colloidal semiconductor nanocrystals (NCs) in solution phase. However, the low packing density of such colloidal gain media in the solution phase results in increased lasing thresholds and poor lasing stability in these WGM lasers. To address these issues, here optical gain in colloidal quantum wells (CQWs) is proposed and shown in the form of high‐density close‐packed solid films constructed around a coreless fiber incorporating the resulting whispering gallery modes to induce gain and waveguiding modes of the fiber to funnel and collect light. In this work, a practical method is presented to produce the first CQW‐WGM laser using an optical fiber as the WGM cavity platform operating at low thresholds of ≈188 µJ cm^?2 and ≈1.39 mJ cm^?2 under one‐ and two‐photon absorption pumped, respectively, accompanied with a record low waveguide loss coefficient of ≈7 cm^?1 and a high net modal gain coefficient of ≈485 cm^?1. The spectral characteristics of the proposed CQW‐WGM resonator are supported with a numerical model of full electromagnetic solution. This unique CQW‐WGM cavity architecture offers new opportunities to achieve simple high‐performance optical resonators for colloidal lasers.     

量子级联激光器的发展及其应用

量子级联激光器作为新近出现的全固化小型理想中远红外激光源,引起了人们极大的兴趣,本文介绍了量子级联激光器的发展、应用状况及一些可能的应用范围。     

InGaN量子阱激光器增益和阈值电流的理论计算

根据现有的材料参数，计算了Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ／Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ量子阱激光器的增益、阈值电流密度以及阈值与温度的关系。理论分析表明氮化物蓝绿光激光器的阈值电流密度是ＧａＡｓ材料的５倍以上，但其特征温度可接近５００Ｋ。     

GaN基蓝光LED的多量子阱结构优化

基于量子阱结构中载流子遂穿势垒原理,使用APSYS软件模拟不同条件下具有不同垒高、垒宽及阱宽的发光二极管（LED）的I-V特性、光强和内量子效率（IQE）的变化,发现自发发射光谱存在红移现象。通过与传统LED的多量子阱（MQW）参数比较发现,当阱宽为2 nm、垒宽为4 nm、垒中In含量为0.08和驱动电流为20mA时...     

用于共封装光学的高功率连续波DFB激光器

为了应对共封装光学(CPO)系统对硅光外置光源提出的高功率、低噪声、低功耗等要求,设计了一种波长在1310 nm附近的AlGaInAs多量子阱(MQW)高功率连续波(CW)分布反馈(DFB)激光器芯片。通过在有源层MQW的下方插入一层InGaAsP远场减小层,实现光模场向n型包层下移,减小远场发散角的同时降低了量子阱区的光限制因子和整体的光吸收损耗,制作的激光器可以实现高斜率效率、非致冷高温高功率工作。测试结果显示,该激光器在25℃下,阈值电流为20 mA,斜率效率为0.46 W/A,输出功率为173 mW@400 mA;当注入电流为300 mA时,激光器的水平和竖直发散角分别是15.2°和19.1°,边模抑制比大于55 dB,洛伦兹线宽小于600 kHz,相对强度噪声(RIN)小于-155 dB/Hz;在85℃高温下,激光器阈值电流为32 mA,输出功率达到112 mW@400 mA。     

室温激射应变补偿5.5μm量子级联激光器

利用应变补偿和优化波导结构来提高量子级联激光器的性能,实现了波长为5.5μm量子级联激光器的室温激射.利用双晶X射线衍射实验对材料生长质量进行了检验.对于条宽为20μm,长为2mm的脊形波导激光器,室温最大输出功率为单腔面45mW.