多有源区隧道再生半导体激光器稳态热特性

利用有限元软件ANSYS结合傅里叶定律,对制约适用于光纤耦合输出的新型高功率多有源区隧道再生半导体激光器长寿命工作的稳态热特性进行了系统计算、分析。获得了这种新型器件工作时各有源区温度分布特征及与传统单有源区器件稳态热特性的区别,并给出了多有源区隧道再生半导体激光器工作时各有源区温度的估算方法,同时对有效降低这种新型器件热阻的方法进行了讨论。结果表明:连续工作时,多有源区隧道再生半导体激光器比同材料体系传统结构器件更易获得较高的输出功率。

隧道再生半导体激光器热弛豫积累过程研究

针对隧道再生半导体激光器,建立了内部的热源分布模型。利用有限元方法模拟计算得到了两有源区隧道再生半导体激光器在不同占空比下工作时的热弛豫积累过程。模拟结果表明,芯片达到平衡前的热弛豫积累时间和达到热平衡时的温度均随注入电流占空比的增加而增加,热弛豫积累时间小于200ms。芯片内部温度分布表明,靠近衬底的有源区温度略高于靠近热沉的有源区温度,但温度差较小,热效应造成的波长漂移不会造成双峰现象。实验测量了在相同的边界条件下,不同占空比下器件的峰值波长,将其转换为温升,与模拟结果吻合。

多有源区垂直腔面发射半导体激光器的特性分析

提出了一种多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面半导体激光器(VCSEL)结构,其微分量子效率可以大于1,并且可以得到阈值电流小、输出功率大的器件。从理论上得到了针对这种结构的以固定输入电流及串联电阻为参数的最优化分布式布喇格反射镜(DBR)的反射率。从理论上证实了这种结构随着有源区数目的增加能大大提高输出功率,并能极大降低阈值电源密度。

新型多有源区隧道再生光耦合大功率半导体激光器

针对大功率半导体激光器面临的主要困难 ,提出并实现了一种隧道再生多有源区耦合大光腔高效大功率半导体激光器机理 .该机理能有效地解决光功率密度过高引起的端面灾变性毁坏、热烧毁和光束质量差等大功率激光器存在的主要问题 .采用低压金属有机化合物气相淀积方法生长了以碳和硅作为掺杂剂的GaAs隧道结、GaAs/In GaAs应变量子阱有源区和新型多有源区半导体激光器外延结构 ,并制备了高性能大功率 980nm激光器件 .三有源区激光器外微分量子效率达 2 .2 ,2A驱动电流下单面未镀膜激光输出功率高达 2 .5W .

垂直腔面发射激光器新型结构的特性比较

通过对一种微分量子效率可以大于 1的新型多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面发射半导体激光器 (VCSELs)结构 ,以及由此设计出的阈值电流更小、输出功率更大的器件与普通结构在反射率及注入电流都相同的条件下输出功率大小的比较及阈值电流密度大小的比较 ,从而在理论上证实了这种VCSELs新型结构的优势。

新型垂直腔面发射激光器的最优化设计模式

本文通过提出具有优点为微分量子效率可以大于1的一种新型多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)结构,可得到阀值电流更小、输出功率更大的器件。同时,通过对这种器件功率效率的分析,总结出针对这种新型结构的以固定工作电流及串联电阻为参数的最优化DBR反射率公式,并且就功率效率与工作电流、串联电阻及反射率的关系进行了讨论,这将对器件的合理设计以及器件制备具有实质性的指导作用。

新型高效隧道再生多有源区超高亮AlGaInP发光二极管

分析了传统的发光二极管所存在的问题,提出了一种新的发光机制——高效隧道再生多有源区发光机制,详细介绍了新型发光管的工作原理,结构和制备工艺.通过理论和测试分析,验证了新机理器件的轴向光强随有源区的数目增加而线性增加的物理思想,实现了在小电流下的高亮度发光.器件在未生长厚电流扩展层的情况下,峰值波长在625nm左右,20mA注入电流下,15°普通封装,轴向光强最大超过5 cd.