具有电子阻挡层的2 μm InGaAsSb/AIGaAsSb量子阱激光器

为了降低2 μm InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器的阈值电流并获得良好的温度特性,在p型波导层及限制层之间引入AlGaAsSb电子阻挡层.采用理论计算方法模拟了电子阻挡层对InGaAsSb/AlGaAsSb LD输出特性的影响.研究结果表明:电子阻挡层结构可有效减少2μm InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器的Auger复合,抑制量子阱中导带电子向p型限制层的溢出,降低器件的阈值电流,同时改善了温度敏感特性.     

1.06 μm InGaAs/InGaAsP量子阱半导体激光器的温度特性

研究了1.06 μm InGaAs/InGaAsP量子阱半导体激光器厘米bar模块的温度特性,测试分析了该模块的输出光功率、阈值电流、转换效率和光谱随注入电流及管芯温度变化的特性。结果表明,器件在15~55 ℃范围内所测的输出光功率由40.7 W降低到29.4 W,阈值电流由9.29 A升高到17.24 A,转换效率由54.22%降低到37.55%,光谱漂移为0.37 nm/℃,特征温度为68.6 K。实验结果表明,为保持器件性能的稳定,在实际应用过程中应该使器件的温度控制在15~25 ℃范围内。     

2μm InGaAsSb/AlGaAsSb双波导半导体激光器的结构设计

为了提高2μm InGaAsSb/AlGaAsSb半导体激光器的最大输出功率,减小远场垂直发散角并实现单模稳定输出,在非对称波导结构的基础上设计了具有双波导结构的2μm InGaAsSb/AlGaAsSb半导体激光器.同时,利用相关的物理模型及SimLastip程序语言构建了InGaAsSb/AlGaAsSb Macro文件,利用SimLastip软件对具有不同结构的2μm InGaAsSb/AlGaAsSb半导体激光器进行了数值模拟分析.研究结果表明,双波导结构可以将半导体激光器的有源区限制因子由0.019 2减小至0.011 3,器件的最大输出功率提高了1.7倍,远场垂直发散角由57°减小到48°,器件性能得到了改善.     

InGaAsSb/AlGaAsSb长波长多量子阱激光器有源区的优化设计

系统地研究了波长为2.7μm的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱激光器中有源区的优化设计.分别用含应变势的6带KP模型和抛物带模型计算价带和导带的能带结构，并得到薛定谔方程和泊松方程的自洽解，由此计算量子阱在载流子注入时的增益谱.研究表明制约量子阱增益的主要因素不是跃迁矩阵元，而是粒子数反转程度，尤其是空穴填充HH1子带的概率.增加压应变或减小阱宽都会提高量子阱增益.前者降低了价带HH1子带空穴的平面内有效质量；后者拉大了价带子带间距，尽管它同时略微增加了空穴有效质量.这两种因素都导致价带顶空穴态     

低阈值852nm半导体激光器的温度特性

通过金属有机化学气相淀积(MOCVD)和半导体后工艺技术制备了852 nm半导体激光器,它在室温下的阈值电流为57.5 m A,输出的光谱线宽小于1 nm。测试分析了激光器的输出光功率、阈值电流、电压、输出中心波长随温度的变化。测试结果表明,当温度变化范围为293~328 K时,阈值电流的变化速率为0.447m A/K,特征温度T0为142.25 K,输出的光功率变化率为0.63 m W/K。通过计算求得理想因子n为2.11,激光器热阻为77.7 K/W,中心波长漂移速率是0.249 29 nm/K,实验得出的中心波长漂移速率与理论计算结果相符。实验结果表明,该半导体器件在293~303 K的温度范围内,各特性参数能够保持相对良好的状态。器件如果工作在高温环境,需要添加控温设备以保证器件在良好状态下运行。     

采用AlSb缓冲层生长2.3μm InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构

针对常见的GaSb衬底的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构进行了设计和外延生长。样品通过X-射线测试,有多级衍射卫星峰出现,表明量子阱结构的均匀性和界面质量较好,引入AlSb缓冲层可以降低衬底与外延层之间的界面自由能,使AlSb起到了一个滤板的作用,抑制了位错的扩散。光荧光谱测试表明,室温下量子阱结构中心发光波长在2.3μm附近。     

1.55-μm大功率高速直调半导体激光器阵列

提出一种基于AlGaInAs材料的1.55-μm波段的大功率、高速直调分布反馈(DFB)激光器阵列。采用具有良好温度特性和高微分增益的AlGaInAs材料作为量子阱和波导层以实现大功率与高带宽的输出;引入稀释波导结构来减小有源区内部损耗,同时降低远场发散角;采用悬浮光栅并优化耦合系数以实现大注入电流下的单模稳定工作。最终实现了1.5-μm波段5波长的大功率直调激光器阵列,阵列波长间隔约为5 nm,室温连续波(CW)工作时各通道输出光功率均大于100 mW,单通道最大输出光功率为160 mW,500 mA工作电流范围内边模抑制比大于55 dB,小信号调制带宽可达7 GHz,激光器最小线宽为520 kHz,相对强度噪声低于-145 dB/Hz。     

InP基InGaAlAs/InGaAsSb应变量子阱激光器的子带跃迁计算

采用有效质量模型下的4×4 Luttinger-Kohn哈密顿量矩阵对In0.53Ga0.39Al0.08As/InxGa1-xAs0.9Sb0.1量子阱结构的能带进行了计算。求得了C1-HH1跃迁波长随In组分及阱宽的变化关系,并采用力学平衡模型计算了此应变材料体系在生长时的临界厚度。结果表明,在结构设计和材料生长中采用合适的材料组分和阱宽,在InP基InGaAlAs/InGaAsSb应变量子阱激光器中能够实现1.6～2.5 μm近中红外波段的激射波长。     

铷原子双共振激发态光抽运光谱及其在1.5μm半导体激光器稳频中的应用

本文介绍分别采用双共振光抽运(DROP)和光学双共振(OODR)光谱技术获得铷原子激发态5P_3/2-4D_3/2 (4D_5/2)之间的超精细跃迁光谱.与传统的OODR光谱相比,DROP光谱在信噪比、线宽等方面具有明显的优势.当1 529 nm光栅外腔半导体激光器的频率采用DROP光谱锁定于～87Rb原子的5P_3/2(F'=3) -4D_3/2(F"=3)超精细跃迁线时,300 s内典型的残余频率起伏为～0.65 MHz;明显优于采用OODR光谱锁频的结果(300 s内典型的残余频率起伏为～1.8 MHz).     

2 μm波段宽带可调谐全光纤激光器

设计并实验研究了一种采用Fabry-Perot (F-P)光纤滤波器的2 μm波段宽带可调谐全光纤环形激光器,经过放大的1 550 nm半导体激光泵浦单模铥-钬共掺光纤(THDF)获得2 μm波段宽带增益。实验结果表明,该结构在2 μm波段获得了195 nm调谐范围的激光输出,线宽0.05 nm,边模抑制比66.98 dB。整个结构采用铥-钬共掺光纤放大结构,可使输出功率达到瓦级。     

采用AlSb缓冲层生长2.3 μm InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构

针对常见的GaSb衬底的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构进行了设计和外延生长。样品通过X-射线测试,有多级衍射卫星峰出现,表明量子阱结构的均匀性和界面质量较好,引入AlSb缓冲层可以降低衬底与外延层之间的界面自由能,使AlSb起到了一个滤板的作用,抑制了位错的扩散。光荧光谱测试表明,室温下量子阱结构中心发光波长在2.3 μm附近。     

0.9~1.0μm近红外连续光纤激光器的研究进展

波长为0.9~1.0μm的近红外连续光纤激光器在高功率蓝光和紫外激光产生、高功率单模泵浦源、生物医学以及激光雷达等领域具有重要的应用前景,成为近年来的一个研究热点。目前,0.9~1.0μm光纤激光器的增益机制主要有稀土离子增益和非线性效应增益,本文详细梳理了基于这两类增益机制的0.9~1.0μm连续光纤激光器的研究进展,并深入分析了各类激光器存在的技术瓶颈及解决途径,最后对0.9~1.0μm光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。     

1.55μm InGaAsP/InP应变量子阱激光器的LP－MOCVD生长

本文首次报导了生长温度为550℃,以三甲基镓(TMGa)和三甲基铟(TMIn)为Ⅲ族源,用低压金属有机物气相沉积(LFMOCVD〕技术,高质量1.62um和1.3umInGaAsP及In_0.57Ga_0.43As_0.98P_0.04/In_0.73Ga_0.27As_0.6P_0.4量子阶结构的生长,并给出了1.55umGaAsP/InP分别限制应变量子阱结构激光器的生长条件,激光器于室温下脉冲激射,其阈值电流密度为2.4kA/cm².     

具有高输出功率的多量子阱发光二极管的结构设计

设计了具有高量子效率的发光二极管(LED)芯片。通过采用Mg掺杂的AlInN-InGaN-AlInN作为LED的电子阻挡层,减小由极化引起的静电场,增大电子和空穴波函数的交叠比,从而增大了辐射复合速率。提高辐射复合速率有利于缓解电子泄露问题,增加了LED的发光功率,减小LED在大电流下的效率下降问题。新设计的芯片在大电流注入下,发光功率是传统结构的两倍。     

采用MBE生长1.6～2.3μm InGaAsSb/AIGaAsSb多量子阱

采用分子束外延生长了不同In组分的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱材料.X射线衍射发现量子阱材料有多级衍射卫星峰出现,表明量子阱的界面均匀性和质量较好.研究了不同In组分与光致发光波长的关系,光荧光谱测试表明.所制备的不同In组分的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱材料,在室温下的发光波长可以覆盖1....     

高功率腔内双共振2μm光参量振荡器特性研究

报道了一种稳定的高功率双共振2?μm 光参量振荡器（OPO）. 该OPO使用调Q的线偏振全固态Nd∶YAG激光器作为抽运源,利用双棒串接补偿热致双折射和双Q开关正交放置技术提高了抽运源的输出功率和光束质量,通过腔内抽运单块KTP晶体实现了稳定的高功率2?μm 激光输出. 在调Q频率为5?kHz时,得到了295 W的2?μm 激光输出. 研究了OPO输出功率同KTP晶体温度和声光Q调制频率的关系,并测量了在29W时2?μm激光的功率稳定性. 在1 h内该OPO的功率起伏小于1.4%. 关键词： 光参量振荡器 2?μm激光器 KTP晶体 双共振     

808 nm InGaAsP-InP单量子阱激光器热特性研究

从InGaAsP-InP单量子阱激光器结构分析入手,采用自行设计的热封闭系统对808 nm InGaAsP-InP单量子阱激光器热特性进行了研究.实验表明,在23-70℃的温度范围内,器件的功率由1.74 W降到0.51 W,斜率效率由1.08 W/A降到0.51 W/A.实验测得其特征温度T0为325 K.激射波长随温度的漂移dλ/dT为 0.44 nm/℃.其芯片的热阻为3.33℃/W.     

InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器的温度电压特性

研究了InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器在不同温度下的电流-电压特性,并建立了一个理论模型进行描述。实验所用激光器腔长为0.3 mm,脊条宽度为3μm。实验测量得到该激光器在15～100 K的电压温度系数(dV/dT)为7.87～8.32 mV/K,在100～300 K的电压温度系数为2.93～3.17 mV/K。由理论模型计算得到该激光器在15～100 K的电压温度系数为2.56～2.75 mV/K,在100～300 K的电压温度系数为3.91～4.15 mV/K。在100～300 K,实验测量与理论模型计算得出的电压温度系数接近,理论模型能较好地模拟激光器的温度电压特性;但在15～100 K相差较大,还需要进一步完善。     

基于SESAM的3μm波段被动调Q光纤激光器北大核心CSCD

基于半导体可饱和吸收镜,实现了3μm波段被动调Q光纤激光器平均功率瓦级输出。激光器最大平均功率为1.0 W,对应的最大脉冲能量及最大峰值功率分别为6.9μJ和21.7 W。激光器斜效率为17.8%,最高重复频率为146.3kHz,最小脉宽为315.0ns。