高功率InGaAs/GaAsP应变量子阱垂直腔面发射激光器列阵

为提高垂直腔面发射激光器(VCSEL)的输出功率,对具有3个In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08应变量子阱结构,发射波长为977nm的VCSEL列阵进行了研究。对量子阱结构进行了优化,选择具有更宽带隙的GaAsP作为势垒材料,计算了In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08量子阱的带阶。对采用In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08和In0.2Ga0.8As/GaAs两种量子阱结构的器件的输出功率进行了理论模拟和比较分析。分别测试了上述两个列阵器件的脉冲峰值功率并利用由开启电压、阈值电流和串联电阻决定的p参数评估了列阵器件的输出性能。实验结果表明,当注入电流为110A时,发光面积为0.005cm2的In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.084×4VCSEL列阵获得了123 W的脉冲峰值功率,比具有相同发光面积的In0.2Ga0.8As/GaAs列阵器件的脉冲峰值功率大13%,前者相应的功率密度和斜率效率分别为45.42kW/cm2和1.11W/A。连续和脉冲工作下的p值分别为15和13,表明器件在两种工作条件下都具有相对较好的输出性能。得到的结果证明,包含3个In0.2Ga0.8As/GaAs0.92P0.08应变量子阱的4×4VCSEL列阵器件能够获得较高的功率输出。

InGaAs/InGaAsP量子阱激光器材料带隙蓝移研究

为了在光开关器件的制作中实现低传输损耗的光波导 ,对InGaAs/InGaAsP分别限制异质结多量子阱 (SCH MQW )激光器结构进行了一系列带隙蓝移实验 .将能量 12MeV、注量 15×10 13cm- 2 的P+注入到实验样品后 ,在 70 0℃下快速热退火 90s.发现光致发光谱的峰值位置发生蓝移 989nm .蓝移量随着注入能量和注量的增大而增大 ,并且能量比注量对蓝移的影响更大 .

MOCVD生长InGaAs/InGaAsP多量子阱光泵微碟激光器

用 MOCVD方法生长了 In Ga As/ In Ga As P多量子阱微碟激光器外延片 ,用光刻、干法刻蚀和湿法刻蚀等现代化的微加工技术制备出直径 9.5μm的 In Ga As/ In Ga As P微碟激光器 ,并详细介绍了整个制备工艺过程 .在液氮温度下用氩离子激光器泵浦方式实现了低阈值光泵激射 ,测出单个微碟激光器的阈值光功率为 15 0μW,激射波长约为 1.6μm,品质因数 Q=80 0 ,激射光谱线宽为 2 nm,同时指出微碟激光器激射线宽比 F-

InGaAs/GaAsP应变补偿多量子阱MOCVD生长

利用金属有机化学气相沉积技术在GaAs衬底上开展了大失配InGaAs多量子阱的外延生长研究。针对InGaAs与GaAs之间较大晶格失配的问题,设计了GaAsP应变补偿层结构;通过理论模拟与实验相结合的方式,调控了GaAsP材料体系中的P组分,设计了P组分分别为0,0.128,0.184,0.257的三周期In_(x)Ga_(1-x)As/GaAs_(1-y)P_(y)多量子阱结构;通过PL、XRD、AFM测试对比发现,高势垒GaAsP材料的张应变补偿可以改善晶体质量。综合比较,在P组分为0.184时,PL波长1043.6 nm,半峰宽29.9 nm,XRD有多级卫星峰且半峰宽较小,AFM粗糙度为0.130 nm,表面形貌显示为台阶流生长模式。

InGaAs/AlGaAs量子阱中量子尺寸效应对PL谱的影响

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs/AlGaAs应变多量子阱,量子阱的厚度分别为3nm和6nm,对其光致发光谱(PL)进行了研究,二者的发光波长分别为843nm和942nm,用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs/AlGaAs量子阱带隙的改变,这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因。

LP—MOCVD研制InGaAs／InP应变量子阱LD

本文指出在ＬＰ—ＭＯＣＶＤ生长过程中，采用量子阱有源区和上限制层不同的生长温度以及生长非掺杂过渡层等技术能有效地控制ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ量子阱激光器的ｐ—ｎ结结位，给出了采用ＤＥＺｎ和Ｈ＿２Ｓ做掺杂源在ＩｎＰ材料中ｐ型和ｎ型杂质溶度和ｐ－ｎ结控制的条件，并研制出有源区阱层ＩｎＧａＡｓ与ＩｎＰ存在０．５％压缩应变量子阱激光器，这一结构ＬＤ实现室温脉冲激射，得到峰值功率为１０６ｍＷ以上，阈值电流密度为２．６ｋＡ／ｃｍ２。

InGaAs(P)/InP量子阱混合处理对其光电特性的影响

用离子注入诱导无序(IICD)和无杂质空位扩散诱导无序(IFVD)方法研究了InGaAs(P)/InP量子阱结构的混合造成材料光电特性变化、带隙蓝移的规律。研究结果发现,IICD造成的带隙蓝移与离子注入的种类、剂量、注入后退火温度、时间有关,也和样品存在的应力有关。具有压应力的样品产生的蓝移量比具有张应力的大。IFVD方法造成的带隙蓝移量与介质膜的种类、后继退火温度、退火时间有关。同时还发现,蓝移量与半导体盖层成分和介质层成分的组合有关,InGaAs与SiO2组合产生的蓝移比InGaAs与Si3N4组合产生的蓝移大;与此相反,InP与Si3N4组合产生的蓝移比InP与SiO2组合的大。介质层的掺杂也影响蓝移量,掺P的SiOxPyNz可以产生高达224meV的蓝移,目前尚未见其他报道。二次离子质谱(SIMS)研究说明,量子阱层元素的互扩散可能是造成带隙蓝移的主要原因。

InGaAs/GaAs应变量子阱的光谱研究

分别用光致发光谱(PL)、光伏谱(PV)及时间分辨谱(TRPL)的方法,测量了应变InGaAs/GaAs单量子阱和多量子阱在不同温度下的光谱,发现单量子阱与多量子阱有不同的光学性质。多量子阱PL谱发光峰和PV谱激子峰的强度与半高宽都比单量子阱的大,但单量子阱的半高宽随着温度的升高增大很快,这是由激子 声子耦合引起的。通过时间分辨谱研究发现了量子阱子能级之间的跃迁,多量子阱的发光寿命明显比单量子阱的长。我们利用形变势模型对量子阱的能带进行了计算,很好地解释了实验结果。

InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱激光器的研究

利用金属有机化合物气相沉积 (MOCVD)技术 ,研制出了高质量的InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱激光器 ,其有源区采用了分别限制单量子阱结构 (SCH -SQW) ,利用该材料做出的半导体激光器的连续输出功率大于 1W ,峰值波长 91 0nm± 2nm。

低阈值0．98μm无铝应变量子阱InGaAs／InGaAsP／InGaP激光器

本文首次报道了在ＧａＡｓ衬底上采用新的双层ＩｎＧａＡｓＰ限制层和ＩｎＧａＰ光限制层工艺制作无铝应变云子阱Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ激光器。得到的宽条激光器的阈值电流密度低至５８Ａ／ｃｍ２，就作者所知，对用ＭＯＣＶＤ生长的０．９８μｍ激光器来说，该阈值电流密度是已有报道的最低值。

低温InGaAs/InAlAs多量子阱的分子束外延生长与表征

采用气源分子束外延(GSMBE)生长了低温InGaAs材料,研究了生长温度及As压对InGaAs材料性质的影响,得到优化的生长条件为:生长温度为300℃、As压为77.3kPa。通过Be掺杂,并采用In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As多量子阱结构,将材料的方块电阻提高到1.632×106Ω/Sq,载流子数密度降低至1.058×1014 cm-3。X射线衍射结果表明:InGaAs多量子阱材料具有较高的晶体质量。这种Be掺杂InGaAs多量子阱材料缺陷密度大且电阻率高,是制作太赫兹光电导天线较理想的基质材料。

InGaAs/InP量子阱和量子线的光学性质

采用有效质量理论 6带模型 ,研究量子结构变化对 In0 .53 Ga0 .4 7As/In P量子阱和量子线光学性质的影响 .计算结果表明量子线结构可以在更低的注入电子浓度下 ,得到更高的光学增益 ,而且具有光学各向异性 .说明量子线结构比量子阱结构提高了量子激光器光学性能 .

InGaAs／GaAs应变层量子阱激光器深中心行为

应用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）技术研究分子束外延（ＭＢＥ）和二次液相外延（ＬＰＥ）生长的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层量子季阱激光器深中心行为．在ＭＢＥ激光器的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ组分缓变层和限制层里，除众所周知的ＤＸ中心外，还观察到有较大俘获截面的深（空穴、电子）陷阱及其相互转化．这些陷阱可能分布在ｘ从０到０．４０和ｘ—０．４０的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ层里ｘ值不连续的界面附近．而在ＬＰＥ激光器的ｎ－ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ组分缓变层和限制层里，ＤＸ中心浓度明显减少，且深（空穴、电子）陷阱消失，这表明ＬＰＥ掩埋结构工艺可能对激光器深中心的消除或减少有一定作用．深中心的变化与样品阈值电流密度的改善是相符的．

980nm InGaAs／GaAs／AlGaAs应变量子阱激光器

报导了脊形波导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器的特性和实验结果。激光器阈值电流最低为９ｍＡ，典型值为１５ｍＡ，线性输出光功率大于１２０ｍＷ，微分量子效率典型值为６０％（镀高反膜和增透膜），５０℃、８０ｍＷ恒定功率条件下老化实验结果表明：该条件下激光器寿命超过１０００小时。

1.74μm大应变InGaAs/InGaAsP半导体锁模激光器

针对光频梳、医学光声成像及痕量气体探测等应用需要,研制了一种InP基碰撞锁模半导体激光器,可在1.74μm波段实现重复频率为19.3GHz的高效锁模,其射频(RF)谱半高全宽(FWHM)约14kHz。在可饱和吸收区未加偏压时,激光器的阈值电流为83mA,最大出光功率可达到25.83mW。固定吸收区偏置电压在-1.6V,增益区驱动电流高于130mA时,锁模激光器开始输出微波射频信号,并且RF谱的FWHM随着电流增加可下降至十几kHz。固定驱动电流为520mA,在吸收区偏置电压从-1.4V降至-2V过程中,激光发射光谱逐渐展宽,在-2V偏压下,光谱的FWHM为9.88nm,包含40多个间隔为0.2nm的纵模。对比分析了不同驱动电流和偏置电压下的射频频谱和发射光谱的变化趋势,证明了该锁模器件具有高效、稳定的锁模机制。

InGaAs/GaAs应变层量子阱的光学性质

当由两种晶格失配的材料组成量子阱时,只要每层的厚度小于临界值,则两种材料会通过应变而使界面处不产生失配位错,可获高质量的晶体材料。这谓之应变层超晶格结构。

应用LP-MOCVD方法研制InGaAs/InP应变量子阱LD

利用低压－金属有机化合物蒸汽沉积（ＬＰ－ＭＯＣＶＤ）的方法研究在生长过程中温度和时间对ＰＮ结结位的影响，并用它来控制ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ量子阱激光器的ｐ－ｎ结结位．探讨在ＩｎＰ材料中使用ＤＥＺｎ和Ｈ２Ｓ做掺杂源时，Ｐ型和Ｎ型的杂质浓度和ＰＮ结控制的条件，得出在０．５％压缩条件下有源区阱层ＩｎＧａＡｓ和ＩｎＰ的应变量子阱激光器（ＬＤ）．当激光器实现室温脉冲激射时，可获得峰值功率＞１０６ｍＷ、阈值电流密度为２．

应变单量子阱InGaAs／GaAs的光谱研究

应变单量子阱ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ的光谱研究沈文忠，唐文国，沈学础（中国科学院上海技术物理研究所，红外物理国家重点实验室，上海２０００８３）近来，人们对ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＧａＡｓ应变超晶格和量子阱结构产生了浓厚的兴趣是基于高速器件设计的需要。随着...

InGaAs/AlGaAs量子阱红外探测器中势垒生长温度的研究

InGaAs/AlGaAs量子阱是中波量子阱红外探测器件最常用的材料体系,本文以结构为2.4 nm In_(0.35)Ga_(0.65)As/40 nm Al_(0.34)Ga_(0.66)As的多量子阱材料为研究对象,利用分子束外延生长,固定InGaAs势阱的生长温度(465°C),然后依次升高分别选取465,500,545,580°C生长AlGaAs势垒层,从而获得四个不同的多量子阱样品.通过荧光光谱以及X射线衍射测试系统分析了势垒层生长温度对InGaAs量子阱发光和质量的影响,并较准确地给出了量子阱大致的温致弛豫轨迹:465—500°C,开始出现相分离,但缺陷水平较低,属弹性弛豫阶段;500—545°C,相分离加剧并伴随缺陷水平的上升,属弹性弛豫向塑性弛豫过渡阶段;545—580°C,相分离以及缺陷水平急剧上升,迅速进入塑性弛豫阶段,尤其是580°C时,量子阱的材料质量被严重破坏.

InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器的温度电压特性

研究了InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器在不同温度下的电流-电压特性,并建立了一个理论模型进行描述。实验所用激光器腔长为0.3 mm,脊条宽度为3μm。实验测量得到该激光器在15~100 K的电压温度系数(d V/d T)为7.87~8.32 mV/K,在100~300 K的电压温度系数为2.93~3.17 mV/K。由理论模型计算得到该激光器在15~100 K的电压温度系数为2.56~2.75 mV/K,在100~300 K的电压温度系数为3.91~4.15 mV/K。在100~300 K,实验测量与理论模型计算得出的电压温度系数接近,理论模型能较好地模拟激光器的温度电压特性;但在15~100 K相差较大,还需要进一步完善。