宽波段响应硅雪崩光电探测器研究

本文基于目前对宽波段探测器的应用需求,设计了一种在250~1100 nm范围有较高响应的硅雪崩光电探测器(Si APD),不需要拼接即可实现紫外-可见-近红外波段光的高效探测。分别对硅的紫外增强和(近)红外增强进行了分析,在此基础上,为获得宽波段响应Si APD,对器件结构进行模拟设计,采用光背入射等方式,提高短波吸收,同时保证近红外吸收。模拟优化的Si APD器件峰值波长940 nm左右,在250 nm和1100 nm处响应光电流均超过峰值的15%,这种结构的器件适用于多光谱及未来高精度探测等应用领域。

超低阈值横向腔光子晶体面发射激光器

首次在无DBR结构的商业外延波导晶片上实现了电泵横向腔光子晶体面发射激光器(LC-PCSEL)。深孔刻蚀技术使光子晶体深达2.6μm,穿透有源区,对有源区的模式直接调制。通过较小区域的光子晶体与FP腔的融合集成,利用带边模式Γ2-1的横向振荡垂直输出特性,室温下获得了1553.8 nm的面发射激光,线宽0.4 nm。超低阈值电流密度为667 A/cm2,纵向和横向的远场发散角分别为7.5°和5.5°。LC-PCSEL的设计为电注入面发射激光器的研制提供了新的思路,为该类激光器的批量生产提供了可能。

InGaAsP/InP二维半导体光子晶体激光器的研究

光子晶体具有调控光子的能力,而光子晶体激光器的实现则证实了这种调控能力。描述了基于InGaAsP/InP材料的二维半导体光子晶体激光器的研究,主要介绍了点缺陷型光子晶体微腔激光器的理论设计、模拟分析及与器件性能的比较。理论上采用平面波展开法和三维有限时域差分法,分析了通过采用调整点缺陷腔的最近临空气孔的尺寸,可以提高光学微腔的品质因子Q,从而提高激光器的工作性能,降低激光器的激射阈值,实验中研制了不同近邻孔径尺寸的激光器,观测到激光器激射阈值降低的现象,实验结果与理论模拟相一致,除此之外,还实现了光子晶体三角形腔和H2腔激光器的激射。

基于InGaAsP/InP材料的二维半导体光子晶体激光器

描述了基于InGaAsP/InP材料的二维半导体光子晶体激光器的研究。主要介绍点缺陷型光子晶体激光器的理论设计、模拟分析及与器件性能的比较。理论上采用平面波展开法和有限时域查分法,预言了通过采用调整点缺陷腔的最近临空气孔的尺寸,可以提高缺陷腔的品质因子Q,从而提高激光器的工作性能,激光器的激射阂值;研制了不同近邻孔径尺寸的激光器,试验结果与理论模拟相一致。

Nr4a3对乳腺癌细胞增殖、凋亡及侵袭的影响

Nr4a3(nuclear receptor subfamily 4 group a member 3)属于核受体亚家族成员,参与细胞增殖、细胞迁移和细胞凋亡的调控。据报道,Nr4a3在多种肿瘤组织中表达下调。为探索Nr4a3在乳腺癌发生、发展中的作用,本文利用公共数据库分析NR4A3在乳腺癌组织中的表达以及与乳腺癌患者总生存率的关系。在4T1细胞系上敲除Nr4a3基因,通过流式细胞术等检测细胞凋亡、细胞周期;CCK-8与集落形成实验检测细胞活力;细胞划痕与侵袭检测细胞迁移与侵袭能力;通过q-PCR检测细胞周期和凋亡基因的表达水平。结果表明:Nr4a3在乳腺癌组织中表达水平显著下调;与乳腺癌患者的总生存率呈正相关关系;Nr4a3敲除后,细胞增殖增强,细胞凋亡减少及细胞迁移能力和侵袭能力增强。本研究揭示了Nr4a3在乳腺癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭的潜在作用,可能成为乳腺癌潜在的治疗靶点。

MBE生长高质量GaAs／AlGaAs量子阱激光器

我们利用分子束外延方法研制了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ缓交折射率分别限制（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ）单量子阱和双量子阱激光器．对腔长为６００μｍ的端面不镀膜的宽接触条型Ｆ－Ｐ腔激光器，阈值电流密度（平均值）分别为２９０Ａ／ｃｍ２和２４０Ａ／ｃｍ２．腔长在１２００μｍ的双量子阱激光器的阈电流密度低达１９０Ａ／ｃｍ２．对出光面和背面分别镀以增透膜和高反膜的宽接触条型（８０μｍ）．激光器，线性输出功率高达１．８２Ｗ；出光面的斜率效率达到１．０４Ｗ／Ａ；利用湿法化学腐蚀所制备的脊形波导结构单量子阱激光器阈值电流最低可达８ｍＡ，且具有非常好的均匀性．

键合方法制备长波长面发射的实验和分析

通过疏水键合方法实现了InGaAsP/InP有源区与GaAs/AlAs DBR的单面和双面键合,并通过SEM,I-V曲线和反射谱、光致发光谱等手段研究了GaAs/InP键合界面的机械、光学和电学性质,良好的界面性质为使用键合技术制备长波长面发射激光器提供了可能性.

新型DVD/VCD光学头用PDIC的研制

PDIC是DVD/VCD光学头的关键部件。基于硅基工艺并采用混合集成的方法 ,研制出DVD和VCD兼容的、功能与国外同类商用产品相当的PDIC。着重介绍了器件设计思想、实现方法和测试结果。

高功率980nm垂直腔面发射激光器的温度特性

应变补偿量子阱结构因带宽大、增益高和波长漂移速度低等特点而成为近年来研究的热点。首次介绍了国内980nm高功率InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱结构的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的变温实验,测得脉冲条件下600μm直径的器件在10～100℃温度范围内发射波长漂移速度为0.05nm/K,阈值电流随温度变化呈现先缓慢下降后迅速上升的特性。结合VCSEL反射谱、PL谱和增益峰值波长漂移速度,对器件阈值电流特性进行了合理的分析和解释。连续工作状态下,测试得到器件峰值功率为1W,根据波长与耗散功率的实验曲线及热阻计算公式,可估算出垂直腔面发射激光器热阻值为10K/W。

VCD和DVD用全息光栅衍射效率的分析

在 VCD和 DVD中由于使用了全息光学元件 ,全息光学读出头的元件数量比传统光头的元件数量少 .分析了光盘信号探测、聚焦、循迹原理 .推出了光栅衍射效率的一般计算公式 ,并给出了光栅沟槽形状为“方波”时光栅衍射效率的计算公式 ,由此计算出了 VCD和

键合界面对面发射激光器的光、热性质影响

分析了采用双面键合长波长面发射激光器时,键合界面光吸收系数和电、热导率的变化对器件的光、热性质的影响。对于1λ光学腔的面发射激光器,键合界面吸收系数对器件光学性能影响较大,而对于1.5λ光学腔的面发射激光器,其光学性能基本不受键合界面吸收系数的影响。由有限元方法对面发射激光器的温度分布计算结果可知,当键合界面电、热导率小于GaAs电、热导率的1%时,激光器有源层的温度会有较大的上升。

光子晶体调制半导体激光器侧模

为了实现半导体激光器的单侧模稳定工作,提出了一种在激光器的脊条两侧引入光子晶体结构滤除半导体激光器高阶侧模的方法。通过调整激光器上表面的刻蚀深度、光子晶体区域的条宽和间隔来改变激光器内部的模场分布,同时结合选择性的载流子注入来增强基模的激射优势,进而减少侧模的数量。实验上制作了主脊条宽度为6μm,光子晶体周期5μm,波长1 550 nm的半导体激光器。测试结果表明:在连续工作的情况下,电流300 mA的时候,高阶侧模受到抑制,水平发散角变为10.2°,证实了光子晶体结构调制激光器侧模的可行性。

掺铕多孔硅的恒电位电解法制备及其光致发光

首次报道掺稀土多孔硅的恒电位电解法和稀土硝酸盐－支持电解质－非乙醇有机溶剂的电解体系．这一新方法和新体系具有易于控制电解产物，可掺入高浓度稀土（１０２１／ｃｍ３以上），自主控制掺入稀土的浓度并显著增强多孔硅室温光致发光的优点．研究了溶剂、外加电压、Ｅｕ（ＮＯ３）３浓度及电解时间对多孔硅（ＰＳ）室温光致发光的影响，优化了恒电位电解法制备掺铕多孔硅的条件，获得了室温光致发光强度高于多孔硅的ＰＳ∶Ｅｕ，实验发现，掺Ｅｕ后波长蓝移．

全息光学元件在光学读出头中的应用

分析了全息光栅在光学读出头中的作用。给出了用于光头中的全息光栅的设计原理 ,推出了记录和再现公式 。

低阈值基横模脊形波导GaAs／AlGaAs单量子阱激光器

本文报道了脊形波导结构ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器的研究成果．我们采用湿法化学腐蚀方法，通过对器件结构参数的优化，制备了性能优越的脊形波导ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器，器件的阈值电流低于１０ｍＡ，最低值为７．３ｍＡ，而且实现了基横模工作，这是国内报道的该结构激光器的最好水平．

高质量GaAs－AlGaAs材料MBE生长研究及其应用

通过对分子束外延（ＭＢＥ）中影响ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ材料生长的一些关键因素的分析、实验与研究，得到了具有很好晶格完整性和高质量电学、光学特性的ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ单晶材料，实现了７５ｍｍ大面积范围内的厚度、组分和掺杂等的很好均匀性．研制了高质量的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱超晶格材料，并应用于量子阱激光器材料的研制，获得了具有极低阈值电流密度、低内损耗、高量子效率的高质量量子阶激光器外延材料．

硅基光电探测器前置放大电路的输入级CMOS实现

介绍前置电路对光电探测器性能的影响和给出一种适用于硅基光电探测器前置放大电路的输入级ＣＭＯＳ实现。

808nm大功率半导体量子阱激光器锁相列阵

在材料研究和器件特性分析的基础上，采用分子束外延方法（ＭＢＥ），成功地研制出低阈值电流密度、高量子效率、折射率缓变分别限制异质结单量子阱结构（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ－ＳＱＷ）大功率半导体激光器锁相列阵，最大线性输出功率为１．５Ｗ（室温，连续），激射波长８０８±４ｎｍ，光－电转换效率最高达６２％，器件寿命考核（２５℃，ＣＷ）超过１０００小时无明显退化。

恒电位电解法制备光致发光掺钬多孔硅

研究了一种新的多孔硅掺稀土的电化学方法———恒电位电解，以及稀土硝酸盐支持电解质有机溶剂的新电解体系。这一方法和体系的特点是通过采用适当外加电压来控制电解产物，提高掺入的稀土浓度，提高发光强度，同时避免生成导致发光不稳定的产物，提高发光稳定性。优化了阳极氧化制备多孔硅的条件和阴极还原制备掺钬多孔硅的条件（钬化合物浓度、溶剂、离子强度、电解电压、时间），获得光致发光强度高于多孔硅的掺钬多孔硅。对多孔硅和掺钬多孔硅的光致发光机制进行了讨论。

用恒压电解法制备光致发光的掺铽多孔硅

报道多孔硅掺稀土的一种新的电化学方法恒压电解法，和一种新的稀土硝酸盐－支持电解质－有机溶剂的电解体系．这种方法和体系除具有“恒流电解法”原有长处外，还具有易于控制电解产物，重现性好并显著增强多孔硅光致发光的优点．优化了恒压电解法制备掺铽多孔硅的条件，获得了光致发光强度高于多孔硅的掺铽多孔硅。