垂直腔面发射激光器的氧化工艺研究

在垂直腔面发射激光器(VCSEL)中常用氧化物限制结构来对其进行电流和光场的限制.分别从氧化时间、氧化温度、氧化载气的气流量三方面讨论研究了它们对Al0.98Ga0.02As层氧化深度、氧化速率的影响.最后得到最佳氧化条件:氧化温度为422℃,氧化载气的气体流量为1.5 L/min,氧化速率为0.6μm/min.用在此最佳氧化条件下氧化的外延片制成VCSEL器件,室温下其阈值电流大约为1.8 mA,最大输出功率为7.96 mW.     

半导体/超晶格分布布拉格反射镜(DBR) 的分子束外延生长

用分子束外延技术(MBE)生长了以GaAs/AlAs超晶格替代AlxGa1-xAs所形成的P型半导体/超晶格分布布拉格反射镜(DBR)．此分布布拉格反射镜的反射谱中心波长为850nm．由实验表明,19个周期的反射镜获得了高达99％以上的高反射率．与此同时,采取自行设计的二次钨丝掩膜质子注入法制成15μm×15μm的正方形电流注入区,以此测定P型反射镜的串联电阻,克服了湿化学腐蚀法中腐蚀深度不易控制及侧面同时被腐蚀的缺点,实验得出此P型反射镜的串联电阻仅为50Ω左右．在生长过程中,发现在只含一个铝源的分子束外延生长系统中,生长这种半导体/超晶格反射镜相对其他半导体/半导体反射镜要节省很多外延生长时间,因此较适合应用于多层结构的光电器件中．     

GaAlAs/GaAs量子阱材料的光荧光谱研究

分子束外延生长GaAlAs/GaAs量子阱材料时,适当的衬底温度和Ⅴ/Ⅲ束流比是改善AlGaAs材料生长质量的重要因素。对GaAs、GaAlAs材料的生长条件进行优化,获得了高质量的量子阱材料,有源层分别为8nm、10nm、12nm时,10K下的PL谱半峰宽(FWHM)分别为6.42meV、6.28meV、6.28meV。     

垂直腔面发射激光器中选择性氧化工艺稳定性研究

选择性氧化工艺已经成为制备高性能垂直腔面发射激光器(VCSEL)的关键技术,氧化后形成的氧化层提供了良好的电限制和折射率导引,但选择性氧化速率是呈线性规律还是抛物线规律仍存在很大的争议.在多种温度条件下,做了环形沟槽和环形分布孔的氧化实验,这是在垂直腔面发射激光器中采用的两种结构.实验结果表明,氧化窗口形状对氧化速率的影响也依赖温度条件,并对这种实验现象给出了定性解释.     

VCSEL with reticular electrode and larger emitting aperture and its optoelectronic characteristics

The enlargement of the emitting aperture is usually one of the important methods of increasing vertical- cavity surface-emitting laser （VCSEL） optical output power. However, in a VCSEL with a larger aperture, the inhomogeneity in the injected current often causes inhomogeneous or even no emission. To solve this problem and to increase VCSEL output power, as well as to improve its thermal characteristics, we develop a new type of injected VCSEL with a larger aperture and a reticular electrode, where the conventional circular injection electrode of the P side is turned into a reticular one, and the heat sink is on the N side. The tests of the new VCSEL show an improvement in homogeneity in not only the injected current but also the emission intensity. The optical output power is also considerably increased, and the device optoelectronic performance is improved.     

化学束外延及其在半导体材料与器件中的应用

本文介绍了薄膜晶体生长的最新技术--化学束外延(CBE),通过与分子束外延(MBE)和金属有机化学汽相沉积(MOCVD)技术的比较,说明了这一新技术的基本概念,生长动力学以及在半导体材料和激光器件方面的应用.     

GaAlAs/GaAs量子阱材料的光荧光谱研究

分子束外延生长GaAlAs／GaAs量子阱材料时，适当的衬底温度和Ⅴ／Ⅲ束流比是改善AlGaAs材料生长质量的重要因素。对GaAs、GaAlAs材料的生长条件进行优化，获得了高质量的量子阱材料，有源层分别为8nm、10nm、12nm时，10K下的PL谱半峰宽（FWHM）分别为6．42meⅤ、6．28meⅤ、6．28meⅤ。     

RHEED振荡精确测量AlGaAs生长速率研究

采用分子束外延技术,在GaAs衬底上生长GaAs,AlAs和AlGaAs时,实现RHEED图像和RHEED强度振荡的实时监测已被证明是一种有效工具。通过RHEED可讨论GaAs表面结构和生长机制,并可以估算衬底温度,更重要的是能计算出材料的生长速率。RHEED强度振荡周期决定生长速率,每一个周期对应一个单层。实验测量GaAs的生长周期为0.82s,每秒沉积1.22单分子层,AlAs的生长周期为2.35s,每秒沉积0.43单分子层。     

AlGaAs湿法氧化特性实验研究

研究了AlxGa1-xAs／GaAs材料中高Al组份的AlxGa1-xAs层在400-500℃与水汽发生氧化反应的氧化特性。许多影响因素,如待氧化层厚度、组分、氧化温度、气体流量都不同程度影响氧化速率,影响到氧化物限制工艺的整体质量。实验得到AlxGa1-xAs中x值、厚度、氧化温度等因素与氧化速率有关,并发现气流量对AlxGa1-xAs层的氧化过程有重要的影响,实验测定了气流量与AlxGa1-xAs层氧化速率的关系。     

A Diode-Side-Pumped Dynamic Fundamental Mode Nd：YAG Laser

A fundamental mode Nd：YAG laser is experimentally demonstrated with a stagger pumped laser module and a special resonator. The rod is pumped symmetrically by staggered bar modules. A dynamic fundamental mode is achieved with the special resonator under different pump levels. A maximal continuous wave output of 61 W （M^2 = 1.4） is achieved with a single rod. An average output of 47 W, pulse width of 54 ns, pulse energy of 4.7 mJ and peak power of 87kW are obtained under the Q-switched operation of 10 kHz.