高功率垂直腔面发射激光器阵列热特性

为了改善垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列的热特性,提高器件的可靠性,本文基于有限元模型,研究了不同单元间距、排布方式对阵列器件的热串扰现象、热扩散性能的影响.在理论分析的基础上,制备了几种不同排布方式的VCSEL阵列器件,并对其进行测试分析.结果显示,相较于正方形排布方式,新型排布方式器件具有更高的输出功率,同时阈值电流也有所降低.其中五边形排布方式的器件表现出最佳的性能,其输出功率高达150 mW,比正方形排布方式提高了约73%.这表明通过调整阵列单元的间距、排列方式,可以使各单元间的热串扰现象得到有效改善,降低器件的热效应,进而降低器件温度,提高输出特性.

基于PECVD的SiO_(2)薄膜制备研究进展

二氧化硅(SiO_(2))薄膜因其卓越的光学性能,在半导体器件、集成电路、光学涂层等领域具有巨大的应用潜力。然而,SiO_(2)薄膜制备过程中面临表面粗糙度、杂质控制和致密性等问题。为解决这些问题,研究者们通过工艺改进和表面修饰等手段来提高SiO_(2)薄膜的性能。在众多SiO_(2)薄膜制备技术中,等离子体增强化学气相沉积(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术由于沉积SiO_(2)薄膜所需温度低、原位生长等优势,成为制备SiO_(2)薄膜最常用的方法。综述了用PECVD技术制备SiO_(2)薄膜的发展历程,并探讨了关键工艺参数和后处理工艺对薄膜质量的影响。对PECVD技术的深入研究,有助于实现对SiO_(2)薄膜生长的更精准控制,进一步拓展其广泛的应用前景。

垂直腔面发射激光器中的新结构研究

通过对垂直腔面发射激光器(VCSEL)台面结构的深入研究,提出了新型环形分布孔结构,并制作了这种新结构器件。测试结果表明这种新结构器件不仅表现了良好的工作特性,而且输出功率也提高到环形沟槽结构的1.34倍。

脊形波导耦合的光纤阵列设计

分析了单模光纤与脊形波导的耦合模理论,讨论了其模式特点、最佳耦合条件。在此基础上,计算并设计出满足最佳耦合条件的光纤阵列V 型槽宽度。所设计的光纤阵列在对光纤提供高精度定位的同时,又能保证其与脊形波导的高效率耦合。

一种提高垂直腔面发射激光器性能的新工艺(英文)

采用一种新的工艺方法提高了垂直腔面发射激光器的输出功率.采用开环分布孔代替环形沟槽,使器件的输出功率提高了0.34倍.14μm孔径的器件输出功率超过10mW,工作电流为29.6mA时,最大输出功率达到12.48mW.而且,这些开环分布孔为电注入提供了便捷的桥通道,很好地解决了电极易过沟断线问题.器件表现了良好的高温工作特性,当温度高达60℃时输出功率仍可达到8mW.

面发射分布反馈半导体激光器

本文详细阐述了面发射分布反馈半导体激光器(SE-DFB-LD)的基本工作原理、结构设计及其工作性能,针对国内外研究最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上,对面发射半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。随着面发射分布反馈半导体激光器各性能指标的不断优化提升和后期加工、装调技术的逐渐成熟,其将不断满足科学研究及工业、军事等实际应用领域对半导体激光器的需求,具有很大的发展潜力。

808 nm In GaAsP-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808nmInGaAsP-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1.74W降到0.51W,斜率效率由1.08W/A降到0.51W/A·实验测得其特征温度T0为325K·激射波长随温度的漂移dλ/dT为0.44nm/℃·其芯片的热阻为3.33℃/W·

径向桥电极高功率垂直腔面发射激光器

为改善高功率垂直腔面发射半导体激光器的热特性,提高它的输出功率,研制了新型径向桥电极高功率垂直腔面发射半导体激光器器件,对新型半导体激光器的结构模型进行理论分析表明,采用径向桥式电极可以降低器件P型DBR电阻,减小焦耳热;降低热阻,提高器件的散热能力。实验制备了出光孔径同为200μm的径向桥电极与常规电极的高功率垂直腔面发射半导体激光器,并对器件的性能进行了实验对比测试。结果表明径向桥电极高功率垂直腔面发射半导体激光器器件的微分电阻为0.43Ω;室温下最大输出功率可达340 mW,是常规电极垂直腔面发射半导体激光器的1.7倍;器件的热阻为0.095℃/mW,在80℃时,仍能正常激射,具有良好的热特性,径向桥电极高功率垂直腔面发射半导体激光器的光电特性与温度特性要远好于常规电极的高功率垂直腔面发射半导体激光器器件。

宽范围、偏振稳定的850nm液晶可调谐垂直腔面发射激光器特性

设计了一种具有内腔耦合层的850 nm液晶可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL)结构,从而获得了更宽的波长调谐范围以及稳定的偏振模式输出。通过分析在不同液晶层厚度下,两种偏振模式的共振波长以及对应的阈值增益的变化关系,研究了液晶厚度影响可调谐VCSEL偏振模式和波长调谐的机理。此外,通过优化半导体腔和液晶腔之间的耦合层结构,使得基于液晶的可调谐VCSEL结构在实现稳定偏振模式输出的基础上具有更宽的波长调谐范围。结果表明,耦合层结构的加入可以有效地增大液晶可调谐VCSEL的调谐范围,最大达到41.1 nm。同时,在连续的波长调谐过程中,由于o光偏振模式始终处于受抑制状态,因此液晶可调谐VCSEL可实现稳定的单偏振模式输出。

新型垂直腔面发射激光器的研制

热问题是制约垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的关键难题之一。为改善垂直腔面发射激光器的热特性,提高输出功率,设计并制备了一种新型内腔接触式结构VCSEL。在出光孔径为16μm时,同时制备传统结构和新型结构两种器件并对其进行测试,传统结构VCSEL的阈值电流为11.5 mA,当注入电流为34 mA时,最大输出功率达到7.3 mW;新结构器件的阈值电流为9 mA,当注入电流为35 mA时,最大输出功率达到10.2 mW;新结构的阈值电流降低了21.7%,最大输出功率提高了28%。结果表明,这种内腔接触式电极结构有望改善器件的热特性和光电性能。

垂直腔面发射激光器湿法氧化工艺的实验研究

为实现对垂直腔面发射半导体激光器氧化孔径的精确控制,提高其光电特性,对湿法氧化工艺进行了实验研究.在不同的氧化温度下,对相同结构的垂直腔面发射半导体激光器模拟片进行湿法氧化.采用X射线能谱分析仪,对氧化后模拟片的氧化层按不同的氧化深度对其氧化生成物进行检测.依据氧化生成物中氧元素组分浓度的变化,对氧化过程进行了分析与讨论,推导出在一定的温度下,氧化速率随时间变化的一般规律.提出了在垂直腔面发射半导体激光器的湿法氧化工艺过程中,适当降低氧化温度,延长氧化时间,可减小氧化限制孔径的控制误差,提高氧化工艺的准确性与稳定性.

808nm垂直腔面发射激光器湿法氧化工艺的研究

为提高808 nm垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的输出功率与电光转换效率,对其湿法氧化工艺进行了实验研究。采用扫描电镜(SEM)的微区分析功能,对样品氧化层按不同的氧化深度进行微区分析。微区分析结果表明:适当降低氧化温度,延长氧化时间,可减小氧化限制孔径的控制误差,提高氧化工艺的准确性;氧化后对样品进行高温加热处理,可减少氧化层中的As含量,改善氧化层的质量,提高氧化工艺的热稳定性。

VCSEL氧化物限制工艺研究

介绍了研制垂直腔面发射半导体激光器 (VCSEL)核心技术之一 ,氧化物限制工艺 ,讨论了温度与氧化速率之间的关系。

垂直腔面发射激光器的新结构设计

设计了一种新结构垂直腔面发射激光器(VCSEL),即采用环形分布孔结构取代以往的环形沟槽结构。由于环形分布孔间形成多个桥,为电注入提供了天然的桥状通道,很好的解决了电极过沟断线问题。并且器件表现了很好的输出特性,这种新结构器件的输出功率约为以往结构器件的1.34倍。

半导体激光器温度特性自动测试装置

温度是影响半导体激光器特性的重要因素,对半导体激光器温度特性测试有重要的意义。本装置抛开传统的恒温测量方法,采用自动改变温度,并在不同温度下记录激光器的特性参数的方法测试半导体激光器的温度特性。在实验中得到良好的效果,给实验过程带来很大的方便。

808nmInGaAsP单量子阱激光器激射波长的温度依赖性

采用自行设计的热封闭系统对808nmInGaAsP单量子阱激光器激射波长的温度依赖性进行了实验研究.用恒定电流下增益峰波长的温漂系数a1和恒定温度下增益峰波长随注入电流的漂移系数a2来表征激射波长的温度依赖性.实验表明,激射波长的漂移系数dλ/dT是特征温度T0的函数.T0越高,激射波长的温度依赖性越大.特征温度T0与透明电流Itr下的特征温度TItr相等时,激射波长的漂移系数dλ/dT达到最大值,该值由发热诱使带隙窄化dλg/dT决定.解决高特征温度T0与小的dλ/dT矛盾的一种可能是考虑温度不依赖的漏电流.

840nm VCSEL阵列湿法氧化研究

湿法氧化工艺已经成为制备垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其阵列的关键技术,为提高器件的散热性能,对单元器件采用环行分布孔的氧化窗口,优化设计了分布孔的数目与间距,同时从瞬态热传导方程对构成激光器阵列单元器件的热相互作用进行了理论的分析。采用湿法氧化工艺制备了840 nm、3×3二维VCSEL阵列,对阵列器件的光电特性、光谱及近场等进行了测量,证明器件性能良好。

垂直腔面发射激光器中的侧向氧化(英文)

研究了垂直腔面发射激光器(VCSEL)的侧向氧化工艺及其特性.发现对于条形台面,氧化物生长遵循线性生长规律.但对于在VCSEL中采用的两种结构,氧化物的生长(温度高于435℃)表现为非线性生长行为.理论分析表明,台面结构的几何形状对高温下的氧化速率产生了影响.

808nm高功率VCSEL刻蚀工艺研究

为提高808nm高功率VCSEL的光电性能,对不同实验条件下的氧化限制型VCSEL湿法刻蚀工艺进行了实验研究,制备出多环形电极结构VCSEL器件。实验中采用H3PO4系腐蚀液替代以往常用的H2SO4系腐蚀液,通过改变湿法刻蚀工艺的温度条件及腐蚀液的浓度配比,能够较精确的控制腐蚀深度,消除"燕尾"结构,最终确定808nm高功率VCSEL湿法腐蚀工艺的最佳温度条件及腐蚀液的最佳浓度配比。测试结果表明,采用这种湿法刻蚀工艺条件制备的808nm高功率VCSEL器件,室温下的阈值电流为430m A,微分量子效率为0.44W/A,最大输出功率达到0.42W,其光电性能远优于传统湿法刻蚀工艺制备的同种高功率VCSEL器件。

红外波段超辐射发光二极管研究进展

超辐射发光二极管(SLD)具有高功率、宽光谱和低相干性等光学特性,在光纤通信、工业国防、生物影像和痕量气体检测等领域具有极高的应用价值。本文聚焦于SLD的输出功率与光谱宽度特性,综合评述了量子阱、量子点近红外SLD与量子级联中红外SLD的研究进展。详细介绍了InP基量子短线、混合量子点量子阱与异维量子点量子阱等新型有源结构,以及量子点掺杂与区域混杂等相关工艺技术。最后,概述了SLD的应用前景,并对SLD的潜在研究方向和技术发展应用趋势进行了展望。