Zn杂质诱导GaInP/AlGaInP红光半导体激光器量子阱混杂的研究

在GaAs基GaInP/AlGaInP单量子阱结构外延片上分别使用磁控溅射设备生长ZnO薄膜和等离子增强化学气相沉积设备生长SiO2薄膜,以ZnO介质层作为Zn杂质诱导源,采用固态扩Zn的方式对激光器进行选择性区域诱导以制备非吸收窗口来提高器件的腔面光学灾变损伤阈值,从而提高半导体激光器的输出功率和长期可靠性。在580~680℃、20~60 min退火条件下对Zn杂质诱导量子阱混杂展开研究,实验发现,ZnO/SiO2或ZnO/Si3N4复合介质层的采用比单一Zn介质层的杂质诱导蓝移量大,且在680℃、30 min的条件下获得了最大55 nm的蓝移量。分析结果表明,介质层所施加的压应变会将外延片表面GaAs层中Ga原子析出,促使Zn原子进入外延层中以诱导量子阱混杂。通过测量光致发光光谱发现发光强度并没有明显下降,可为后期器件制作提供借鉴。

SESAM锁模全保偏皮秒脉冲光纤激光器输出特性

搭建了基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器,对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明,多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱周期数的增加,SESAM调制深度增大,激光器输出脉冲宽度变窄,具有更高的输出功率和更大的锁模区间。但量子阱周期数过高的SESAM具有较大非饱和损耗,使得相同泵浦功率下输出功率降低。在相同调制深度下,体材料SESAM的非饱和损耗偏大,降低了输出功率和光光转化效率,但对脉冲的窄化作用更显著。SESAM对输出脉冲的波长和光谱宽度无显著影响,主要受光纤布拉格光栅(FBG)控制。本文对SESAM的设计与选型具有一定指导意义。

国内大功率半导体激光器研究及应用现状

近年来,国内外在大功率半导体激光器方面的研究均取得了很大的进展。其中,大功率半导体激光器列阵的研究和应用成为最大的亮点,如超高电光转换效率、高亮度和高可靠性等主要光电特性均实现了巨大的突破。针对国内大功率半导体激光器主要研究内容和关键技术进行了总结,在外延片结构中广泛采用应变量子阱结构、无铝有源区宽波导大光腔结构及非对称波导结构来提高端面光学灾变损伤光功率密度,还从腔面光学膜、器件封装、器件可靠性、光束整形与耦合以及器件应用等几个方面给予介绍。

高功率半导体激光泵浦源研究进展

高功率半导体激光器是固体激光器和光纤激光器的主要泵浦源。激光泵浦源性能的大幅提升直接促进了固体激光器、光纤激光器等激光器的发展。主要介绍了8xx nm和9xx nm系列半导体激光泵浦源的最新研究进展,8xx nm单管输出功率已达18.8 W@95μm,巴条输出功率已达1.8 kW(QCW),9xx nm单管输出功率已达35 W@100μm,巴条输出功率已达1.98 kW(QCW)。谱宽<1 nm的窄谱宽半导体激光器输出功率可达14 W。展望了未来半导体激光器泵浦源的发展趋势。

低压MOCVD外延生长InGaAsP／InP应变量子阱材料与器件应用

本文报道用低压有机金属化合物化学气相淀积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）外延生长ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ应变量子阶材料，材料参数与外延条件的关系，量子阱器件的结构设计及其器件应用．用所生长的材料研制出宽接触阈值电流密度小于４００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值７～１２ｍＡ的１．３μｍ量子阱激光器和宽接触阈值电流密度小于６００Ａ／ｃｍ２（腔长４００μｍ），ＤＣ－ＰＢＨ结构阈值９～１５ｍＡ的１．５５μｍ量子阶激光器以及高功率１．３μｍ量子阱发光二极管和ＩｎＧａＡｓＰＩＮ光电探测器．

高功率密度激光二极管叠层散热结构的热分析

高功率窄间距列阵叠层是提高激光二极管泵浦源光功率密度的有效途径,而封装散热热沉的结构设计在其热管理上占据至关重要的作用。本文利用ANSYS有限元分析方法,对叠层间距、绝缘陶瓷厚度以及陶瓷底面与散热恒温面距离等几个影响高功率密度激光二极管叠层封装散热的重要因素进行了分析,得到器件的最高温度随结构参数变化的规律,并对上述参数进行优化。最后,利用优化结果设计出一种适用于高功率密度激光二极管叠层泵浦源的高效有源散热热沉结构,大幅提高了器件的散热能力,并降低了所需冷却水的水泵功耗需求。

大功率半导体激光器可靠性研究和失效分析

对自主研发的975 nm波长的COS封装的大功率半导体单管激光器进行了10,12,14 A的电流步进加速应力试验,应用逆幂律模型和指数分布的理论对试验结果进行了分析,计算出在8 A的电流下,器件的平均寿命为28 999 h。研究了器件的失效形式和老化前后的温升、偏振度的变化,结果表明:失效形式主要有体内退化、腔面退化、与焊接有关的退化;老化后的器件的结温上升增多,偏振度下降10%左右。

Fiber Coupling of Laser Diode Bar to M ultimode Fiber Array

A piece of multimode optical fiber with a low num er ical aperture (NA) is used as an inexpensive microlens to collimate the output r adiation of a laser diode bar in the high numerical aperture (NA) direction.The emissions of the laser diode bar are coupled into multimode fiber array.The radi ation from individual ones of emitter regions is optically coupled into individu al ones of fiber array.Total coupling efficiency and fiber output power are 75% and 15W,respectively.

基于SiO_2薄膜的915nm半导体激光器的无杂质空位诱导量子阱混合研究

为了提高915nm半导体激光器腔面抗光学灾变的能力,采用基于SiO_2薄膜无杂质诱导量子阱混合法制备符合915nm半导体激光器AlGaInAs单量子阱的非吸收窗口.研究了无杂质空位诱导量子阱混合理论及不同退火温度、不同退火时间、SiO_2薄膜厚度、SiO_2薄膜折射率、不同盖片等试验参数对制备非吸窗口的影响,并且讨论了SiO_2薄膜介质膜的多孔性对无杂质诱导量子阱混合的影响.实验制备出蓝移波长为53nm的非吸收窗口,最佳制备非吸收窗口条件为退火温度为875℃,退火时间为90s,SiO_2薄膜折射率为1.447,厚度为200nm,使用GaAs盖片.

LP-MOCVD制备AlGaInP高亮度橙黄色发光二极管

利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ外延生长ＡｌＧａＩｎＰＤＨ结构橙黄色发光二极管．引入厚层Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ电流扩展层和Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ－ＡｌＡｓ分布布拉格反射器（ＤＢＲ）．２０ｍＡ工作条件下，工作电压１．９Ｖ，发光波长峰值在６０５ｎｍ，峰值半宽为１８．３ｎｍ，管芯平均亮度达到２０ｍｃｄ，最大２９．４ｍｃｄ，透明封装成视角（２θ１／２）１５°的ＬＥＤ灯亮度达到１ｃｄ．

AlGaInP高亮度发光二极管

分析了ＡｌＧａＩｎＰ材料的特点和ＡｌＧａＩｎＰ高亮度发光二极管发光效率的决定因素，对目前国际上研究比较成熟的一些典型结构进行了综合分析，从理论上指出ＡｌＧａＩｎＰ发光二极管在橙黄波段的发光效率的最终决定因素是光的提取效率，而在黄绿波段是发光二极管的内量子效率。并利用ＬＰ－ＭＯＣＶＤ技术制备了ｃｄ级橙黄高亮度发光二极管，发光波长峰值在６０５ｎｍ，ＦＷＨＭ为１８．３ｎｍ，２０ｍＡ工作电流下，５．０８ｃｍ（２英寸）外延片管芯平均轴向发光强度为２０ｍｃｄ，最大３０ｍｃｄ，平均工作电压１．９Ｖ，透明峰值角度２θ１／２＝１５°时轴向发光强度达到１０００ｍｃｄ。

915nm半导体激光器新型腔面钝化工艺

针对半导体激光器腔面光学灾变损伤的发生机制,设计了一种单管芯半导体激光器腔面真空解理钝化工艺方法。在真空中解理并且直接对半导体激光器腔面蒸镀钝化膜,提出用ZnSe材料作为单管芯半导体激光器真空解理工艺的钝化膜材料,发现利用真空解理钝化工艺方法和ZnSe材料作为钝化膜可以使器件输出功率提高23%。通过电致发光(EL)对半导体激光器腔面损伤机理进行分析。进一步说明对915 nm半导体激光器制备工艺中引入真空解理钝化工艺技术并且选择ZnSe作为钝化膜可以有效保护半导体激光器腔面,提高器件可靠性。

GaAs基半导体激光器热特性

对GaAs基808 nm半导体激光器进行恒流老化试验,并利用电学法观察退化过程中激光器有源区温度变化和热阻,发现有源区温度随老化时间明显上升,而热阻没有明显变化,同时测试了老化过程中激光器的电学和光学特性,经分析,激光器失效的主要原因是有源区载流子非辐射复合增加,引起激光器有源区温度上升,从而说明电学法热特性测试是检测激光器退化的有效方法之一,为进一步提高激光器的热管理技术和改善其热特性奠定了一定的基础。

980nm脊型波导激光器腔面非注入区的研究

报导了质子注入技术在提高980nm半导体激光器可靠性上的应用。p-GaAs材料经过质子注入后获得高的电阻率。在距离腔面25μm的区域内进行质子注入,由此形成腔面附近的电流非注入区。腔面附近非注入区减少了腔面载流子的注入,因此减少了非辐射复合的发生,提高了激光器的灾变性光学损伤(COD)阈值。应用质子注入形成腔面非注入区的管芯的平均COD阈值功率达到268mW,而应用常规工艺的管芯的平均COD阈值功率为178mW。同常规工艺相比,应用质子注入形成腔面非注入区技术使管芯的COD阈值功率提高了50％。

基于InP/空气隙布拉格反射镜的长波长谐振腔光电探测器

报道了一种长波长的 In P基谐振腔 (RCE)光电探测器 .采用选择性湿法刻蚀 ,制备出基于 In P/空气隙的分布布拉格反射镜 ,并将该结构的反射镜引入 RCE光电探测器 .制备的器件在波长 1.5 10 μm处获得了约 5 9%的峰值量子效率 ,以及 8GHz的 3d B响应带宽 ,其中器件的台面面积为 5 0 μm× 5 0 μm.

GaAs基高功率半导体激光器单管耦合研究

设计了一种高亮度、高功率半导体激光器单管耦合输出模块,采用波长为975 nm的10 W的Ga As基半导体激光器,将半导体激光器输出光束耦合进数值孔径0.18、纤芯直径105μm的光纤中,获得10 A电流下的输出功率为9.37 W,耦合效率为94.3%,亮度为1.64 MW/(cm2·str)。

用表面态型半导体可饱和吸收镜实现Yb∶YAG激光器被动调Q锁模

制作了一种新型的半导体可饱和吸收镜———表面态型半导体可饱和吸收镜 用表面态型半导体可饱和吸收镜作为被动锁模吸收体实现了半导体端面泵浦Yb∶YAG激光器被动调Q锁模 在泵浦功率仅有 1.4W的情况下 ,获得了调Q锁模脉冲序列 ,锁模平均输出功率 1mW ,锁模脉冲重复频率 2 0

半导体激光器光纤耦合输出光斑均匀性的研究

自行设计实验,采用CCD采集光纤末端输出的光斑,利用Matlab编写程序,分析了光纤输出光斑的光密度分布规律,并利用三维立体图进行直观表示。研究了光纤尺寸、数值孔径和弯曲程度对输出光斑均匀性的影响,结果显示,光纤越长,输出光斑越均匀;芯径与所用光源的尺度越接近,输出光斑越均匀;光纤弯曲后,光斑变得模糊化、均匀化,但光强变弱。

大功率二极管泵浦固体激光器

介绍了近几年来 ,大功率DPSSL的研究状况 ,对各种新出现的DPSSL的核心部件———二极管泵浦头的设计结构作了简要的描述 ,分析。

带有腔面非注入区的大功率808nm GaAs/AlGaAs激光二极管列阵

报导了带有腔面非注入区的 80 8nmGaAs/AlGaAs激光二极管列阵的制作过程和测试结果。在器件前后腔面处引入 2 5μm非注入区 ,填充密度为 17%的 1cm激光二极管列阵最高连续输出功率达 87W ,热沉温度是 2 5℃ ,抗COD能力比没有非注入区的激光二极管列阵高 4 0 %。器件在连续 15W下恒功老化 ,工作寿命超过 50 0 0h。