用于泵浦固体激光器的大功率半导体激光材料及器件实用化研究

本课题采用分子束外延技术,生长高质量的大功率半导体激光器材料,并制备高性能的大功率半导体激光器器件,提供给八六三项目的其它课题,制做大功率半导体激光光纤耦合模块,为全固态绿、蓝光激光器系统提供高性能的泵浦源。 经过近5年的研究,在大功率半导体激光器材料生长和器件制备方面取得了很大进展。(1)研制出的808nm,大功率量子阱激光器材料阈值电流密度低(300～400A/cm^2),发光波长准确(808.7±3.0nm)均匀性比较高。(2)

高品质磷化铟多晶的HGF法合成研究

用高压水平温度梯度定向结晶技术合成了磷化铟(InP)多晶。分析了不同温度梯度对多晶配比度的影响,结果表明当温度梯度低于4℃/cm时,多晶呈明显富铟状态,配比度在97%以下;当温度梯度在5℃/cm以上时多晶致密、无铟夹杂,达到近化学配比状态,配比度达到99%以上。对多晶样品进行了霍尔测试和辉光放电质谱(GDMS)测试,合成的高配比度磷化铟多晶载流子浓度在8×10^(15)cm^(-3)以下,迁移率在3900 cm~2·V^(-1)·s^(-1)以上,纯度达到99.99999%以上。多晶中的杂质主要有Si,S,Fe,Cu,Zn,As等,分析了杂质的来源及其对材料性能的影响。

无偏角4H-SiC同质外延温场分布系数的仿真及实验研究

采用化学气相沉积(CVD)方法进行碳化硅(4H-SiC)同质外延生长,生长过程中温场分布是决定外延层质量的关键因素。对CVD系统的温场分布进行了仿真研究,并采用无偏角4H-SiC衬底进行同质外延生长实验验证。结果表明,无偏角4H-SiC外延层中的3C-SiC多型体夹杂与生长室温场分布密切相关。实验数据验证了仿真结果,两者的温度分布具有高度一致性,这也证明了仿真数据的有效性。

黄昆X射线漫散射的实验研究

本文描述了黄昆X射线漫散射的实验方法及其所需的实验条件,并利用它研究了离子注入CaAs中点缺陷所引起的黄昆散射,在同一GaAs晶片上的不同部分分别注入Mo和Er,浓度均为1×10^(15)cm^(-2),注入电压为500keV,经850℃退火30分钟后分别在77K的条件下进行黄昆散射测量,实验观测到注入Er元素比Mo元素引起的黄昆散射要强,这一结果表明Er元素在GaAs中大多处于间隙状态,而Mo元素在GaAs中大多处于替换状态.

刻槽Si衬底上GaAs微结构研究

本文介绍在刻楷Si衬底上用分子束外延嵌入生长GaAs的异质共平面技术。用横截面透射电子显微镜对槽壁非平面异质结的生长行为和微结构进行了研究,结果表明:槽壁的几何因素对外延层的成核行为和生长行为有一定影响,和Si[001]晶面相比,Si[113]可能是一个有利于半导体异质结生长的晶面。

在微重力下生长的GaAs：Si单晶结构缺陷的X射线研究

本文对空间生长ＧａＡＳ：Ｓｉ单晶，沿着生长方向用Ｘ射线形貌和双晶衍射方法进行了研究，Ｘ射线形貌观测到了在空间生长区域有一个扇形高完整区．双晶衍射表明，在这个扇形区回摆曲线最窄、强度较高．

基于Nd:YAG陶瓷的被动锁模激光器研究

Nd:YAG陶瓷具有可大尺寸、低成本制备的特点,但基于Nd:YAG陶瓷的锁模激光器尚未得到大量验证。采用Nd:YAG陶瓷作为增益介质、半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模元件,优化设计了W型谐振腔。在泵浦功率为11.49 W时,获得了波长为1.06μm、重复频率为144 MHz和输出平均功率为1.25 W的稳定连续锁模激光,锁模激光的脉冲宽度为33.6 ps,单脉冲能量为8.7 nJ,峰值功率为0.26 kW。实验结果表明:Nd:YAG陶瓷作为增益介质,可应用于被动锁模超快皮秒激光器中。

K_(3)B_(6)O_(10)Br紫外非线性光学晶体研究进展(特邀)

利用非线性光学晶体实现激光频率转换是拓展激光波长的有效手段之一,非线性光学晶体也成为全固态激光系统中的核心器件。硼酸盐由于其丰富的结构多样性和优异的光学性能,已成为开发可用于紫外激光输出的非线性光学晶体的重要体系。K_(3)B_(6)O_(10)Br晶体具有短的紫外截止边(182 nm)、较大的非线性光学系数(d_(22)为0.83 pm/V)、适中的双折射率(0.046@1064 nm),在激光二倍频、三倍频激光输出领域具有潜在应用。本文简要介绍了K_(3)B_(6)O_(10)Br晶体生长及基本性能,对晶体倍频与和频实现可见/紫外激光及光参量啁啾脉冲放大方面的研究进展进行了总结,并对K_(3)B_(6)O_(10)Br晶体未来发展及应用前景进行了简要分析。

光纤通信有源器件的发展现状

光纤通信技术的飞速发展使其成为当今信息社会的重要支柱。其发展的基石是有源和无源半导体光电子器件。综述了几种主要的有源光电子器件的研究现状及其发展趋势,包括高速调制DFB激光器及其集成芯片、EDFA泵浦源用980 nm半导体高功率激光器、化合物半导体光电探测器、硅基长波长光电探测器等。

MBE生长的PM－HEMT结构中深电子陷阱及其钝化／消除

应用ＤＬＴＳ、ＳＩＭＳ和ＰＬ技术详细研究ＭＢＥ生长的ＰＭ－ＨＥＭＴ结构中深能级．样品的ＤＬＴＳ谱表明在ＰＭ－ＨＥＭＴ结构的ｎ－ＡｌＧａＡｓ层里存在着较大浓度和俘获截面的深电子陷阱，其能级位置分别位于导带下的０．６４ｅＶ和０．７９ｅＶ处．ＳＩＭＳ和ＰＬ谱表明深电子陷阱与ＡｌＧａＡｓ层里的氧含量和光致发光（ＰＬ）响应有直接的联系．它们影响ＰＭ－ＨＥＭＴ结构的电性能．应用氢等离子体对深电子陷阱进行处理，结果表明，在一定条件下，ＰＭ－ＨＥＭＴ结构样品里的深电子陷阱能有效地被钝化／消除．

晶硅太阳电池黑斑分析

p型单晶硅太阳电池在EL检测过程中,部分电池片出现黑斑现象。结合X射线能谱分析(EDS),对黑斑片与正常片进行对比分析,发现黑斑片电池与正常电池片大部分表面的成分相同,排除了镀膜及丝网印刷过程中产生黑斑的可能。利用X射线荧光光谱分析(XRF)测试了同一电池片的黑斑区域与正常区域,发现黑斑处Ca含量较大,并出现Sr、Ge和S等杂质元素。将6个档位的电池片制备成2cm×2cm的电池样片,利用光生诱导电流测量了每个电池的外量子效率(EQE)。在460~1 000nm波长范围内,同一电池片黑斑处与正常处的EQE相差较大,说明黑斑的出现与原生硅片缺陷无关,应归结于电池片生产过程中引入的杂质缺陷。给出了杂质引入的原因以及解决途径,从而显著减小了黑斑片产生的几率。