AlGaInP红光LED的复合分布式布拉格反射镜的生长优化 被引量：1

1

作者 刘仲明 牛萍娟 +4 位作者 王迪 刘宏伟 卢天博 于丹丹 郏成奎 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期434-438,共5页

复合分布式布拉格反射镜(DBR)可以拓展反射图谱的宽度,从而能够反射更长波长的光,通过设计不同的波长组合得到的复合分布式布拉格反射镜可以优化其反射率。采用金属有机化合物化学气相沉淀法生长复合分布式布拉格反射镜样品,并使用光致... 复合分布式布拉格反射镜(DBR)可以拓展反射图谱的宽度,从而能够反射更长波长的光,通过设计不同的波长组合得到的复合分布式布拉格反射镜可以优化其反射率。采用金属有机化合物化学气相沉淀法生长复合分布式布拉格反射镜样品,并使用光致发光光谱测试法进行反射图谱测试,得到不同的反射谱。对比结果后发现红光发光二极管(LED)的亮度随着反射谱的拓宽而增加,垂直反射占主导地位意味着主反射谱的个数不能减小。通过优化设计及测试比较最终选择了最优复合分布式布拉格反射镜结构即620nm×15加670nm×3加720nm×3加770nm×3加820nm×3加870nm×3的组合作为红光发光二极管装置的结构。 展开更多

关键词 复合分布式布拉格反射镜设计 红光发光二极管 AlGaInP材料 外延生长

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嵌埋材料对分布式布拉格反射镜腔共振模式的影响

2

作者 崔壮壮 刘清权 +2 位作者 谢茂彬 王少伟 陆卫 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2023年第6期737-742,共6页

低维材料嵌入微腔已经广泛应用于纳米激光器和探测器等。为了实现增益材料和光学微腔之间的有效耦合,需要深入研究嵌埋材料对腔共振模式的影响。本文主要讨论了嵌埋材料的厚度、位置、腔层厚度以及分布式布拉格反射镜的对数对腔供着模... 低维材料嵌入微腔已经广泛应用于纳米激光器和探测器等。为了实现增益材料和光学微腔之间的有效耦合,需要深入研究嵌埋材料对腔共振模式的影响。本文主要讨论了嵌埋材料的厚度、位置、腔层厚度以及分布式布拉格反射镜的对数对腔供着模式的影响。结果表明,腔共振模式随嵌埋材料位置的不同呈现周期性变化并且在λ/2光程周期内存在最大峰位移。最大峰位移随腔层厚度增加而减小,但与嵌埋材料的厚度成正比。分布式布拉格反射镜的对数不影响腔共振模式。这些结果为光学器件的设计和实验现象的分析提供了指导,并且可以应用于不同波长分布式布拉格反射腔结构。 展开更多

关键词 光学腔 共振模式 嵌埋位置 分布式布拉格反射镜

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集成分布式布拉格反射镜的氮化镓基发光二极管研究

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作者 蔡玮 《新型工业化》 2022年第11期160-163,共4页

基于硅基氮化镓晶圆,制备了一种半环波导型发光二极管。采用聚焦离子束技术,在发光二极管两侧端部刻蚀形成高反型GaN层/空气层分布式布拉格反射镜。实验结果表明,该波导型发光二极管具有良好的光电性能,集成的分布式布拉格反射镜显著提... 基于硅基氮化镓晶圆,制备了一种半环波导型发光二极管。采用聚焦离子束技术,在发光二极管两侧端部刻蚀形成高反型GaN层/空气层分布式布拉格反射镜。实验结果表明,该波导型发光二极管具有良好的光电性能,集成的分布式布拉格反射镜显著提高了器件端面的反射率,改变了器件内部的法布里-珀罗振荡,对出射光子进行了有效调控。使用该发光二极管作为光信号源的无线光通信系统实现了100Kbps的信号传输,验证了器件在可见光通信领域的应用潜力。 展开更多

关键词 硅基氮化镓 发光二极管 分布式布拉格反射镜 可见光通信

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半导体/超晶格分布布拉格反射镜的特性研究 被引量：2

4

作者 晏长岭 钟景昌 +3 位作者 赵英杰 苏伟 黎荣晖 任春燕 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期289-293,共5页

在n+ GaAs (10 0 )衬底上由分子束外延技术 (MBE)生长了以 [GaAs/AlAs]超晶格替代AlxGa1-xAs所形成的新型AlAs/ [GaAs/AlAs]半导体 /超晶格分布布拉格反射镜 (DBR) ,并对此DBR的光、电学特性进行了实验测量。从实验获得的DBR的反射谱... 在n+ GaAs (10 0 )衬底上由分子束外延技术 (MBE)生长了以 [GaAs/AlAs]超晶格替代AlxGa1-xAs所形成的新型AlAs/ [GaAs/AlAs]半导体 /超晶格分布布拉格反射镜 (DBR) ,并对此DBR的光、电学特性进行了实验测量。从实验获得的DBR的反射谱中得出 ,其反射谱中心波长为 85 0nm ,19周期此DBR的峰值反射率高达 99 5 % ,反射带宽度为 90nm左右。与此同时 ,由自行设计的二次钨丝掩模质子注入形成 15× 15 μm2 正方形电流注入区对 p型DBR的串联电阻进行了测量 ,克服了化学湿腐蚀法中腐蚀深度不易控制及侧面同时被腐蚀的缺点。实验得出此 p型DBR的串联电阻仅为 5 0Ω左右。由此可见 ,此DBR在保持高的反射率的同时具有较低的串联电阻。最后 ,对DBR的串联电阻与温度关系的实验研究表明 ,此DBR的串联电阻受温度的影响不大。 展开更多

关键词 分布布拉格反射镜 dbr 超晶格 分子束外延 MBE 串联电阻 半导体激光器 特性研究 GAAS/ALAS 砷化镓/砷化铝

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基于布拉格反射镜的单模太赫兹量子级联激光器

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作者 白弘宙 臧善志 +3 位作者 谭诚 王凯 甘良华 徐刚毅 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2023年第6期796-806,共11页

常规的分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器中,增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2,以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器(THz-QC... 常规的分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器中,增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2,以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器(THz-QCL),并突破了上述限制。作者所实现的THz-QCL采用脊波导结构,利用解理腔面和DBR反射镜构成谐振腔,利用有源区增益谱较窄的特点,通过调整DBR反射率谱使增益谱与DBR高反射带在频域中部分重叠,从而获得了单模激射的THz-QCL。该方案使得DBR高反射带显著宽于自由谱间距,即显著提高了激光器中增益区域的长度,从而降低阈值并提高功率特性。实验上,作者研制出增益区域长达3.6 mm的DBR激光器,单模激射的频率为2.7 THz,边模抑制比达到25 dB,该激光器的阈值和温度特性与相同材料制备的法布里-泊罗腔多模激光器相当。文章中的工作为实现高性能单模太赫兹量子级联激光器提供了新的研究思路。 展开更多

关键词 半导体激光器 量子级联 太赫兹 分布式布拉格反射镜 单模 光子禁带

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增厚DBR型894 nm窄线宽VCSEL

6

作者 范屹梁 孙玉润 +3 位作者 付秋雪 于淑珍 仇伯仓 董建荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期449-454,共6页

垂直腔面发射激光器(VCSEL)是芯片级原子钟(CSAC)的主流光源,其光束质量会影响CSAC的各项性能。扩展VCSEL内部有效腔长能够以压缩冷腔线宽的方式压窄器件最终辐射激光的线宽,从而可以减小CSAC短时间内的计时频率噪声。根据所计算的VCSE... 垂直腔面发射激光器(VCSEL)是芯片级原子钟(CSAC)的主流光源,其光束质量会影响CSAC的各项性能。扩展VCSEL内部有效腔长能够以压缩冷腔线宽的方式压窄器件最终辐射激光的线宽,从而可以减小CSAC短时间内的计时频率噪声。根据所计算的VCSEL表面反射谱,将VCSEL中4层下分布式布拉格反射镜(DBR)的厚度由常规的四分之一波长增加至404 nm,压缩了VCSEL冷腔线宽,并生长了对应的外延结构,制备了通过增厚DBR扩展有效腔长的894 nm窄线宽VCSEL。测试结果表明,研制的VCSEL在90℃下波长为893.1 nm,功率为0.335 mW,线宽约为32 MHz,且具有稳定的偏振特性。 展开更多

关键词 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 芯片级原子钟(CSAC) 有效腔长 分布式布拉格反射镜(dbr) 线宽

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用于HB-LED的Al_xGa_(1-x)As材料DBR的设计 被引量：2

7

作者 赵润 《半导体情报》 1999年第2期44-47,共4页

给出了一种计算光学薄膜反射率的一般方法，并主要应用这种计算方法进行高亮度发光二极管中分布式布拉格反射器（ＤＢＲ）的设计工作。

关键词 分布式 布拉格反射器 dbr 发光二极管 反射率

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基于DBR结构的蓝光及白光GaN LED的制备及光学性能改善 被引量：1

8

作者 胡涛 朱友华 +2 位作者 钟岱山 王美玉 李毅 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第1期18-24,共7页

为改善GaN基发光二极管(LED)的光学性能,设计并制备了具有高反射率与宽反射带宽的SiO_(2)/Ti3O5分布式布拉格反射镜(DBR)结构的蓝光和白光GaN LED。制备了具有不同周期数的DBR结构,其中,17周期DBR结构在400~660 nm波长内平均反射率超过9... 为改善GaN基发光二极管(LED)的光学性能,设计并制备了具有高反射率与宽反射带宽的SiO_(2)/Ti3O5分布式布拉格反射镜(DBR)结构的蓝光和白光GaN LED。制备了具有不同周期数的DBR结构,其中,17周期DBR结构在400~660 nm波长内平均反射率超过99.3%,其反射带宽度达到231 nm。测试并比较了封装后的基于DBR结构的LED芯片的电学与光学特性。通过电流-光输出功率(I-L)特性测试,发现具有17周期DBR结构的蓝光LED的光输出功率比5周期的提升了6.7%,而白光LED的光输出功率则提升了9.7%。在约100 mA的直流注入电流下,蓝光和白光LED的最大光输出功率分别达到134.9 mW和108.4 mW。 展开更多

关键词 GaN发光二极管(LED) 离子辅助沉积 分布式布拉格反射镜(dbr) 光输出功率 平均反射率

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表面菱形孔795 nm VCSEL的偏振特性

9

作者 付秋雪 孙玉润 +3 位作者 于淑珍 范屹梁 仇伯仓 董建荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第7期609-617,共9页

795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为铷基芯片级原子钟(Rb-CSAC)的光源,其输出光的偏振不稳定会降低Rb-CSAC的稳定度和精确度。为了满足Rb-CSAC对795 nm VCSEL偏振稳定的需求,设计了一种具有表面菱形孔的偏振稳定的795 nm VCSEL。通过... 795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为铷基芯片级原子钟(Rb-CSAC)的光源,其输出光的偏振不稳定会降低Rb-CSAC的稳定度和精确度。为了满足Rb-CSAC对795 nm VCSEL偏振稳定的需求,设计了一种具有表面菱形孔的偏振稳定的795 nm VCSEL。通过有限时域差分(FDTD)法计算了VCSEL的偏振特性,结果表明VCSEL的顶部分布式布拉格反射镜(DBR)在表面菱形孔的长轴和短轴方向具有不同的反射率。反射率高的偏振模式阈值增益低,成为VCSEL优先激射的主导偏振模式。为进一步提高VCSEL的偏振抑制比(OPSR),将VCSEL的氧化孔制作成尺寸为5.5μm×4.1μm的菱形。对不同长、短轴的表面菱形孔795 nm VCSEL进行偏振测试,结果表明,当表面菱形孔的尺寸为4μm×6μm,且菱形氧化孔的长轴与表面菱形孔的长轴相互垂直时,VCSEL的OPSR可达到16.22 dB。 展开更多

关键词 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 表面菱形孔 偏振控制 芯片级原子钟(CSAC) 分布式布拉格反射镜(dbr)

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基于准二维钙钛矿的窄线宽红光电致发光器件性能研究

10

作者 张云杰 李晓丹 +1 位作者 郭晓阳 刘星元 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1211-1218,共8页

金属卤化物钙钛矿发光二极管(PeLEDs)具有宽色域和高色纯度,在照明和显示方面有着广阔的应用前景。英国伦敦大学研究团队发表于Scientific Reports的一项开创性研究发现,每天只需暴露在红光下3 min,就能显著缓解视力下降。而钙钛矿的光... 金属卤化物钙钛矿发光二极管(PeLEDs)具有宽色域和高色纯度,在照明和显示方面有着广阔的应用前景。英国伦敦大学研究团队发表于Scientific Reports的一项开创性研究发现,每天只需暴露在红光下3 min,就能显著缓解视力下降。而钙钛矿的光谱可调性及较高的色纯度都为护眼红光PeLEDs的实现提供了保障。与以往的界面工程、配体工程等不同,本文从结构优化的角度来提升准二维钙钛矿红光PeLEDs的外量子效率(EQE),即结合微腔结构实现线宽更窄的红光电致发光器件。结果表明,将分布式布拉格反射镜(DBR)与PeLEDs相结合,设计并制备的基于微腔结构的高性能PeLEDs在窄化PeLED的电致发光(EL)半高全宽的基础上实现了EQE成倍增长,最大EQE能达到11.26%。相较于同条件下制备的参比器件,具有微腔结构的PeLED器件EL线宽窄化到参比器件的1/3,仅为11 nm。 展开更多

关键词 准二维钙钛矿 分布式布拉格反射镜 红光 电致发光 半高全宽

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光路可调的红外透射方法检测键合质量 被引量：1

11

作者 何国荣 王瑞春 +2 位作者 徐楚平 郑婉华 陈良惠 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期644-647,共4页

基于红外透射原理,采用调节光路的冷光源方法搭建了晶片键合界面的质量检测系统。利用该系统可以很好的实现GaAs,InP材料的键合界面检测和刀片分离时的在线监测,同时本文以GaAs基分布布拉格反射镜(DBR)和InP基有源区键合为例,结合红外... 基于红外透射原理,采用调节光路的冷光源方法搭建了晶片键合界面的质量检测系统。利用该系统可以很好的实现GaAs,InP材料的键合界面检测和刀片分离时的在线监测,同时本文以GaAs基分布布拉格反射镜(DBR)和InP基有源区键合为例,结合红外透视图像和薄膜转移照片分析,对键合表面处理方法进行了优化选择。试验表明该检测系统数据可靠,使用方便,为晶片键合条件及参数优化提供了实用平台。 展开更多

关键词 键合 红外透射 布拉格反射镜(dbr)

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双面键合长波长垂直腔面发射激光器的制备与分析

12

作者 何国荣 渠红伟 +1 位作者 郑婉华 陈良惠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期618-622,共5页

研制了双面键合长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL),有效克服了传统外延生长方法存在的诸多难题。通过对布拉格反射镜、有源区和光学腔的设计,结合键合技术进行工艺设计,于国内首次研制出双面键合长波长VCSEL,并分别采用光泵浦和电泵浦对... 研制了双面键合长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL),有效克服了传统外延生长方法存在的诸多难题。通过对布拉格反射镜、有源区和光学腔的设计,结合键合技术进行工艺设计,于国内首次研制出双面键合长波长VCSEL,并分别采用光泵浦和电泵浦对其进行了测试与分析。测试结果表明结构及工艺设计是合理的,两次键合后的界面可以承受腐蚀、剥离、氧化等后工艺,且键合界面光、电性能良好,未对激光器性质造成明显的不良影响。器件激射波长约为1 273.6 nm,脉冲条件下表现出动态单纵模特性,在仪器测试范围内,20μm尺寸的器件常温连续工作条件下的最大输出功率为0.16 mW。但P-I曲线的扭折说明器件仍旧存在着较大的热、电阻,需在后续的材料生长及键合技术中进一步优化。 展开更多

关键词 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 键合 布拉格反射镜(dbr)

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Micro-LED全彩显示中量子点膜层制备及光转换效率优化 被引量：7

13

作者 卢子元 庄永漳 +7 位作者 仉旭 王涛 谭毅 王倩静 张晓东 蔡勇 张宝顺 张晶 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期421-429,共9页

将表面配体改性的CdSe/ZnS量子点(Quantum dots)和光刻胶混合,进而采用光刻工艺在InGaN/GaN蓝光Micro-LED上实现了最小尺寸为3μm的高分辨率、高光效的量子点颜色转换膜层。同时系统研究了不同厚度和混合比例的量子点膜层的吸收/发射光... 将表面配体改性的CdSe/ZnS量子点(Quantum dots)和光刻胶混合,进而采用光刻工艺在InGaN/GaN蓝光Micro-LED上实现了最小尺寸为3μm的高分辨率、高光效的量子点颜色转换膜层。同时系统研究了不同厚度和混合比例的量子点膜层的吸收/发射光谱及光致发光量子产率(PLQY)。为优化光转换效率,量子点膜层中加入了TiO_(2)散射粒子以提高蓝光的吸收效率。更进一步地,经过设计引入分布式布拉格反射镜(DBR),使得未被吸收的蓝光光子回弹到量子点转换膜层,这不仅提升了蓝光吸收效率,也增强了转换色彩的饱和度。同时采用了热激发方式来提升量子点的光致发光量子产率。为得到更高的显示对比度和色彩饱和度,引入黑色光阻矩阵来削弱临近图形之间的颜色串扰。实验结果表明,该量子点膜层可以用光刻技术实现高分辨率、高光效的颜色转换图层,为单片全彩化Micro-LED显示的发展提供了新颖可靠的技术路线。 展开更多

关键词 Micro-LED 量子点 分布式布拉格反射镜(dbr) 颜色转换 散射粒子

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6H-SiC衬底上AlGaN基垂直结构紫外LED的制备 被引量：3

14

作者 刘明哲 李鹏翀 +2 位作者 邓高强 张源涛 张宝林 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期753-759,共7页

利用金属有机物化学气相沉积方法,在n型6H-SiC衬底上制备了15对Si掺杂Al_(0.19)Ga_(0.81)N/Al_(0.37)Ga_(0.63)N DBR,并采用低温AlN缓冲层有效抑制了DBR结构中裂纹的产生,得到了表面均方根粗糙度仅为0.4 nm且导电性能良好的n型DBR,其在3... 利用金属有机物化学气相沉积方法,在n型6H-SiC衬底上制备了15对Si掺杂Al_(0.19)Ga_(0.81)N/Al_(0.37)Ga_(0.63)N DBR,并采用低温AlN缓冲层有效抑制了DBR结构中裂纹的产生,得到了表面均方根粗糙度仅为0.4 nm且导电性能良好的n型DBR,其在369 nm处峰值反射率为68%,阻带宽度为10 nm。在获得导电DBR的基础上,进一步在n型6H-SiC衬底上构建了有、无DBR的垂直结构紫外LED。对比两者电致发光光谱,发现DBR结构的引入有效增强了LED紫外发光强度。 展开更多

关键词 ALGAN 紫外发光二极管 分布式布拉格反射镜 金属有机物化学气相沉积 垂直结构

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RCLED的制作工艺与性能研究

15

作者 聂瑞芬 李建军 邹德恕 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期611-614,共4页

设计并用MOCVD在GaAs衬底上分别生长了以34对AlAs/Al0.5Ga0.5As材料为下DBR,6对(Al0.3Ga0.7)0.5In0.5P/AlInP材料为上DBR,以及有源区为3个GaInP/(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P量子阱的外延片。设计了以SiO2做阻挡层,并且深腐蚀过有源区的台形RC... 设计并用MOCVD在GaAs衬底上分别生长了以34对AlAs/Al0.5Ga0.5As材料为下DBR,6对(Al0.3Ga0.7)0.5In0.5P/AlInP材料为上DBR,以及有源区为3个GaInP/(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P量子阱的外延片。设计了以SiO2做阻挡层,并且深腐蚀过有源区的台形RCLED的工艺结构,利用光刻、腐蚀、等离子化学气相沉淀(PECVD)以及溅射等工艺,成功制备了波长为650nm的谐振腔发光二极管(RCLED),并对其性能进行了测试。通过与普通LED相比较发现,RCLED不仅具备更强的轴向光强和更高的提取效率,而且具有更窄的光谱线宽、更小的发散角、更好的发射方向性,利于与塑料光纤进行耦合。 展开更多

关键词 发光二极管 谐振腔 分布式布拉格反射镜

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与GaAs基VCSEL同材料体系高对比度亚波长光栅的设计 被引量：3

16

作者 王凤玲 陈磊 +5 位作者 张秋波 徐莉 李辉 王海珠 郝永芹 马晓辉 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期19-24,共6页

设计了一种用于850 nm GaAs基VCSEL的高折射率对比度亚波长光栅(HCG),整体结构采用GaAs材料体系,包含光栅层及为缓解其应力问题而设计的应力缓冲层和以AlGaAs或AlAs氧化后形成的AlOx低折射率亚层。通过Rsoft软件对HCG的反射特性进行仿... 设计了一种用于850 nm GaAs基VCSEL的高折射率对比度亚波长光栅(HCG),整体结构采用GaAs材料体系,包含光栅层及为缓解其应力问题而设计的应力缓冲层和以AlGaAs或AlAs氧化后形成的AlOx低折射率亚层。通过Rsoft软件对HCG的反射特性进行仿真研究,分析了不同光栅参数对反射谱的作用规律,重点探究了应力缓冲层和低折射率亚层对光栅特性的影响。设计了中心波长850 nm的TM模HCG,反射率大于99. 9%的带宽可达91 nm,与中心波长之比达到10. 7%,同时TE模的反射率不超过90%,显示出了良好的偏振选择性。该结构可以替代VCSEL中的P型分布式布拉格反射镜,提供高反射率、宽带宽,并改善由不同材料体系所导致的应力问题,提高器件稳定性。 展开更多

关键词 垂直腔面发射激光器 高折射率对比度光栅 分布式布拉格反射镜 砷化镓

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