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Zn杂质诱导GaInP/AlGaInP红光半导体激光器量子阱混杂的研究 被引量：1
1
作者 何天将 刘素平 +3 位作者 李伟 林楠 熊聪 马骁宇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-12,共12页
在GaAs基GaInP/AlGaInP单量子阱结构外延片上分别使用磁控溅射设备生长ZnO薄膜和等离子增强化学气相沉积设备生长SiO2薄膜,以ZnO介质层作为Zn杂质诱导源,采用固态扩Zn的方式对激光器进行选择性区域诱导以制备非吸收窗口来提高器件的腔... 在GaAs基GaInP/AlGaInP单量子阱结构外延片上分别使用磁控溅射设备生长ZnO薄膜和等离子增强化学气相沉积设备生长SiO2薄膜,以ZnO介质层作为Zn杂质诱导源,采用固态扩Zn的方式对激光器进行选择性区域诱导以制备非吸收窗口来提高器件的腔面光学灾变损伤阈值,从而提高半导体激光器的输出功率和长期可靠性。在580~680℃、20~60 min退火条件下对Zn杂质诱导量子阱混杂展开研究,实验发现,ZnO/SiO2或ZnO/Si3N4复合介质层的采用比单一Zn介质层的杂质诱导蓝移量大,且在680℃、30 min的条件下获得了最大55 nm的蓝移量。分析结果表明,介质层所施加的压应变会将外延片表面GaAs层中Ga原子析出,促使Zn原子进入外延层中以诱导量子阱混杂。通过测量光致发光光谱发现发光强度并没有明显下降,可为后期器件制作提供借鉴。 展开更多
关键词 半导体激光器 量子阱混杂 复合介质层 蓝移 非吸收窗口
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中红外外腔可调谐窄线宽量子级联激光器设计
2
作者 贾涵 袁配 +6 位作者 张东亮 张诗雅 崔锦涛 杜舒豪 刘铭 成步文 郑军 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期192-202,共11页
可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳,以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问题,... 可调谐量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)在自由空间光通信、光谱检测等领域具有重要的应用前景。然而针对分布式反馈QCL存在的掩埋光栅二次外延工艺繁琐、表面光栅耦合效果不佳,以及光栅耦合不利于器件集成化、微型化等问题,提出利用硅基锗集成波导与F-P腔QCL混合集成来实现波长可调谐和窄线宽输出的方案,对中心波长4.6μm的可调谐QCL的硅基集成外腔部分进行了设计优化。通过时域有限差分法仿真,系统地分析了微环谐振器半径、耦合长度和耦合间隔等结构参数对中心波长偏移和透射率的影响。研究表明,微环谐振器耦合间隔的减小会显著影响输出光谱透射率和耦合系数,而耦合长度的增加则会影响输出光谱透射率并使中心波长向长波方向移动。此外,分析了Sagnac环形反射镜的耦合间隔对耦合系数和反射率的影响,结果表明耦合间隔的减小会导致反射率的增加。最后通过改变波导材料有效折射率,仿真模拟了调谐性能。最终确定当自由光谱范围为20 nm、线宽为0.18 nm时的微环谐振器的半径为41.5μm,耦合长度为4μm,耦合间隔为0.15μm;反射率为0.7时的反射镜的耦合长度为60μm,耦合间隔为0.345μm,相关参数和研究结论为实际器件制备提供了理论依据。 展开更多
关键词 量子级联激光器 可调谐 时域有限差分法仿真 微环谐振器 Sagnac环形反射镜
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高功率中红外量子级联激光器设计研究
3
作者 常俊利 索华东 +1 位作者 段凯 朱国利 《激光与红外》 北大核心 2025年第6期855-860,共6页
为了解决国产中红外波段半导体单靶条输出激光功率低,暂时无法在工业上大规模应用的问题。提出将四个半导体靶条激光模块进行空间合束,从而提高中红外波段量子级联激光器总的输出功率。通过设计镜片与微调光路等光束整形技术,很好的解... 为了解决国产中红外波段半导体单靶条输出激光功率低,暂时无法在工业上大规模应用的问题。提出将四个半导体靶条激光模块进行空间合束,从而提高中红外波段量子级联激光器总的输出功率。通过设计镜片与微调光路等光束整形技术,很好的解决了四路激光在空间合束过程中遇到的光束质量变差,光束整形、合束后如何改善光束质量问题;驱动控制与控温模块中,电流驱动控制电路和控温电路精确的对输入激光器的电压,电流,温度进行稳定控制,使量子级联激光器在室温下能够实现稳定的高功率输出。设计出高的室温输出功率、较小发散角、窄线宽和宽带可调谐的量子级联激光器具有重要的社会和军事意义,也有广泛的实用前景。 展开更多
关键词 中红外波段量子级联激光器 空间合束 光束整形技术 驱动控制与控温模块
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高功率1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器
4
作者 张志军 陈贺 +8 位作者 张卓 刘志君 张建伟 杜子业 周寅利 张星 陈超 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1531-1538,共8页
针对目前激光医疗、食品药品检测等领域对橙黄色激光的应用需求,开展了高功率基频光1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)研究。提出激光谐振腔内大尺寸基模光斑外腔结构,使VECSEL腔内模式匹配较大泵浦光斑尺寸,实现了高功率激光... 针对目前激光医疗、食品药品检测等领域对橙黄色激光的应用需求,开展了高功率基频光1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)研究。提出激光谐振腔内大尺寸基模光斑外腔结构,使VECSEL腔内模式匹配较大泵浦光斑尺寸,实现了高功率激光输出;提出增益峰-腔模失谐结构,增益峰与腔模温漂系数不同,高泵浦功率下具有良好的增益峰-腔模匹配,实现高泵浦功率工作下的激光波长稳定控制。制备的VECSEL器件在1150 nm激光波长的输出功率达到9.38 W,并获得良好的圆形对称的输出光斑形貌,光斑在正交方向上的发散角分别为7.3°和7.5°。 展开更多
关键词 半导体激光器 垂直外腔面发射半导体激光器 增益芯片 应变量子阱
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1.74μm大应变InGaAs/InGaAsP半导体锁模激光器
5
作者 段阳 林中晞 苏辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期90-97,共8页
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,... 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。 展开更多
关键词 半导体激光器 碰撞锁模 InP基材料 InGaAs/InGaAsP多量子阱
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852nm半导体激光器量子阱设计与外延生长 被引量：17
6
作者 徐华伟 宁永强 +2 位作者 曾玉刚 张星 秦莉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期590-597,共8页
设计并外延生长了具有高温度稳定性的InAlGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器,用于解决852nm半导体激光器在高温环境下工作时的波长漂移问题。基于理论模型,计算并模拟对比了InAlGaAs,InGaAsP,InGaAs和GaAs量子阱的增益及其增益峰值波长随温... 设计并外延生长了具有高温度稳定性的InAlGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器,用于解决852nm半导体激光器在高温环境下工作时的波长漂移问题。基于理论模型,计算并模拟对比了InAlGaAs,InGaAsP,InGaAs和GaAs量子阱的增益及其增益峰值波长随温度的漂移,结果显示,采用In0.15Al0.11Ga0.74As作为852nm半导体激光器的量子阱可以使器件同时具有较高的增益峰值和良好的波长温漂稳定性。使用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)外延生长了In0.15Al0.11Ga0.74As/Al0.3Ga0.7As有源区,通过反射各向异性谱(RAS)在线监测和PL谱研究了InAlGaAs/AlGaAs界面的外延质量,实验证明了通过降低生长温度和在InAlGaAs/AlGaAs界面处使用中断时间,可以有效抑制In析出,从而获得InAlGaAs/AlGaAs陡峭界面。最后,采用优化后的外延生长条件,研制出了InAlGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器。实验测试结果显示,其光谱半高宽为1.1nm,斜率效率为0.64W/A,激射波长随温度漂移为0.256nm/K。理论计算结果与实验测试结果相吻合,证明器件性能满足在高温环境下工作的要求。 展开更多
关键词 半导体激光器 应变量子阱 外延生长 波长漂移 反射各向异性谱
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基于SiO_2薄膜的915nm半导体激光器的无杂质空位诱导量子阱混合研究 被引量：8
7
作者 王鑫 赵懿昊 +3 位作者 朱凌妮 侯继达 马骁宇 刘素平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期94-100,共7页
为了提高915nm半导体激光器腔面抗光学灾变的能力,采用基于SiO_2薄膜无杂质诱导量子阱混合法制备符合915nm半导体激光器AlGaInAs单量子阱的非吸收窗口.研究了无杂质空位诱导量子阱混合理论及不同退火温度、不同退火时间、SiO_2薄膜厚度... 为了提高915nm半导体激光器腔面抗光学灾变的能力,采用基于SiO_2薄膜无杂质诱导量子阱混合法制备符合915nm半导体激光器AlGaInAs单量子阱的非吸收窗口.研究了无杂质空位诱导量子阱混合理论及不同退火温度、不同退火时间、SiO_2薄膜厚度、SiO_2薄膜折射率、不同盖片等试验参数对制备非吸窗口的影响,并且讨论了SiO_2薄膜介质膜的多孔性对无杂质诱导量子阱混合的影响.实验制备出蓝移波长为53nm的非吸收窗口,最佳制备非吸收窗口条件为退火温度为875℃,退火时间为90s,SiO_2薄膜折射率为1.447,厚度为200nm,使用GaAs盖片. 展开更多
关键词 半导体激光器 光学灾变 量子阱混杂 非吸收窗口 薄膜
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InGaAsP单量子阱半导体微盘激光器研究 被引量：5
8
作者 章蓓 王若鹏 +4 位作者 丁晓民 杨志坚 戴伦 崔晓明 王舒民 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1995年第4期253-256,共4页
利用普通的液相外延和微加工技术成功地制备了ＩｎＧａＡｓＰ单量子阱微盘激光器，并从实验上观测到远低于普遍激光器阈值条件下的单模振荡，证实了微盘激光器中微盘很强的模式选择作用，反映了微盘的微腔特征．
关键词 微盘激光器 半导体激光器 量子阱 异质结 铟镓磷
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量子阱半导体激光器的光束质量 被引量：3
9
作者 王绍民 赵道木 +3 位作者 吕章德 周国泉 黄富泉 徐锦心 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期483-486,共4页
本文给出了一种非截取地收集非傍轴激光束 ,并把它变换成傍轴光束的方法 ,将之运用到量子阱半导体激光器的实验中发现了一些重要的现象 .经过测量和计算得到它垂直于结方向的等效光束质量原子 M2y 明显小于 1 。
关键词 量子阱 半导体激光器 光束质量 量子光学 傍轴激光束 非傍轴激光束
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应变InGaAs/GaAs量子阱MOCVD生长优化及其在980nm半导体激光器中的应用 被引量：7
10
作者 俞波 盖红星 +6 位作者 韩军 邓军 邢艳辉 李建军 廉鹏 邹德恕 沈光地 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期81-84,共4页
使用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs 980 nm量子阱。研究了生长温度、生长速度对量子阱光致发光谱(PL)的影响。并将优化后的量子阱生长条件应用于980 nm半导体激光器的研制中,获得了直流工作下,阈值电流为19 mA,未镀膜斜率效率为0.6 W/A... 使用低压MOCVD生长应变InGaAs/GaAs 980 nm量子阱。研究了生长温度、生长速度对量子阱光致发光谱(PL)的影响。并将优化后的量子阱生长条件应用于980 nm半导体激光器的研制中,获得了直流工作下,阈值电流为19 mA,未镀膜斜率效率为0.6 W/A,输出功率在100 mW的器件。 展开更多
关键词 光电子学 半导体激光器 应变量子阱 金属有机化学气相淀积
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量子阱半导体激光器调制特性和噪声的电路模拟 被引量：2
11
作者 毛陆虹 郭维廉 +1 位作者 陈弘达 吴荣汉 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期38-42,共5页
给出一种量子阱半导体激光器 (QWLD)小信号等效电路模型 ,可以作为含有QWLD系统计算机辅助设计的模型。模型包括QWLD的高速调制特性和噪声 ,对QWLD的调制特性和噪声进行了模拟 ,并对比了已发表的模拟和实验结果。
关键词 量子阱半导体激光器 电路模型 调制 噪声
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基于氮化物半导体的远红外量子级联激光器
12
作者 郑小秋 吕燕伍 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期46-50,共5页
给出基于GaN量子阱材料的远红外量子级联激光器,其优越性表现在AlGaN/GaN量子阱中,超快的纵向光学声子散射能够迅速的消除激光低能态的布居数,GaN的大纵向光学声子能量(～90 meV)能有效地减少高温下产生激光低能态的热布居.理论分析显示... 给出基于GaN量子阱材料的远红外量子级联激光器,其优越性表现在AlGaN/GaN量子阱中,超快的纵向光学声子散射能够迅速的消除激光低能态的布居数,GaN的大纵向光学声子能量(～90 meV)能有效地减少高温下产生激光低能态的热布居.理论分析显示,用一个相对较低的阈值电流密度(832 A/cm2)就能在室温下产生50/cm的阈值光学增益.还发现这种结构的特征温度T0高于136 K. 展开更多
关键词 量子级联激光器 氮化物半导体 有效质量理论 光学声子散射
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高功率半导体量子阱激光器测试中的灾变性损伤 被引量：2
13
作者 曹玉莲 王乐 +4 位作者 潘玉寨 廖新胜 程东明 刘云 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期477-480,共4页
在使用综合参数测试仪测试 80 8nm发射的半导体量子阱激光器的过程中 ,出现了一种由电浪涌所导致的灾变性损伤。通过测试的功率曲线和伏安特性曲线 ,断定激光器出现了灾变性的损伤 ,同时测试的发射光谱不再是激射光谱 ,而是由自发辐射... 在使用综合参数测试仪测试 80 8nm发射的半导体量子阱激光器的过程中 ,出现了一种由电浪涌所导致的灾变性损伤。通过测试的功率曲线和伏安特性曲线 ,断定激光器出现了灾变性的损伤 ,同时测试的发射光谱不再是激射光谱 ,而是由自发辐射所产生的荧光光谱。由扫描电镜 (SEM )观察到了激光器的腔面膜出现了熔化 ,证实激光器的确发生了灾变性损伤。作为对比 ,我们引用了另一种在测试中发现的快速退化现象 ,对两种退化出现的原因进行了理论上的分析 ,了解到激光器的退化主要还是由器件本身的材料、结构以及后期的工艺过程所决定的 ,在测试器件过程中电浪涌只不过会加速或产生突然灾变性退化。通过测试我们建立了一种比较简单的检验一个激光器质量可靠性的方法 。 展开更多
关键词 高功率半导体 量子阱激光器 测试 电浪涌 灾变性损伤 激光二极管
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量子密钥分发系统中增益开关半导体激光器的时间抖动分析 被引量：1
14
作者 方俊彬 廖常俊 刘颂豪 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期52-55,共4页
.针对量子密钥分发系统中用于产生微弱激光脉冲的增益开关半导体激光器存在时间抖动较大的问题,首先建立了单光子探测的概率分布与光脉冲的能量分布的对应关系,采用速率方程和数值计算方法研究了时间抖动对增大单光子丢失概率的直接作... .针对量子密钥分发系统中用于产生微弱激光脉冲的增益开关半导体激光器存在时间抖动较大的问题,首先建立了单光子探测的概率分布与光脉冲的能量分布的对应关系,采用速率方程和数值计算方法研究了时间抖动对增大单光子丢失概率的直接作用以及随激光器偏置电流变化的关系,并从降低时间抖动和减少单光子丢失概率的角度给出了合适的偏置条件. 展开更多
关键词 量子密钥分发 时间抖动 增益开关半导体激光器
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强度反馈对半导体激光器量子噪声的改善 被引量：3
15
作者 李林林 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1989年第5期47-49,共3页
本文研究了强度负反馈对半导体激光器(LD)量子AM噪声的抑制。
关键词 半导体激光器 强度反馈 量子噪声
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集成外腔半导体激光器的量子噪声 被引量：2
16
作者 李林林 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第3期111-114,共4页
本文首次用半经典理论给出了集成外腔(IEC)半导体激光器(LD)的量子AM和FM噪声谱。指出IEC LD的噪声特性主要取决于有源区和外腔的长度及折射率的变化。
关键词 集成外腔 半导体激光器 量子噪声
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单模AlGaAs／GaAs脊形波导量子阱半导体激光器 被引量：2
17
作者 曹三松 《激光技术》 EI CAS CSCD 1996年第3期177-181,共5页
本文报道用分子束外延设备研制梯度折射率分别限制式单量子阱ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ脊形波导半导体激光器。该激光器具有良好的性能，条宽５μｍ器件室温阈值电流２３ｍＡ，线性连续输出单模激光功率大于１５ｍＷ。
关键词 单模半导体激光器 单量子阱 脊形波导 铝镓砷化合物 砷化镓
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实用化GaInP－AlGaInP半导体量子阱可见光激光器
18
作者 熊飞克 郭良 +3 位作者 马骁宇 杨志鸿 王树堂 陈良惠 《高技术通讯》 CAS CSCD 1996年第11期1-3,共3页
用低压ＭＯＶＰＥ方法研制出了波长为６５５ｎｍ与６７０ｎｍ的ＧａＩｎＰ－ＡｌＧａＩｎＰ半导体量子阱可见光激光器，并已形成一定的批量生产能力。器件的阈值电流典型值为４５ｍＡ，输出光功率不小于５ｍＷ，最高工作温度不低于５０... 用低压ＭＯＶＰＥ方法研制出了波长为６５５ｎｍ与６７０ｎｍ的ＧａＩｎＰ－ＡｌＧａＩｎＰ半导体量子阱可见光激光器，并已形成一定的批量生产能力。器件的阈值电流典型值为４５ｍＡ，输出光功率不小于５ｍＷ，最高工作温度不低于５０℃，预计２０℃时寿命接近１００，０００小时，主要技术指标与目前进口的同类产品水平相当，完全可以满足实用要求。 展开更多
关键词 半导体 激光器 量子阱 GAINP ALGAINP
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一种新型超高速多量子阱半导体激光器
19
作者 杜荣建 向望华 +3 位作者 张贵忠 裴新 张良 朱向宇 《光通信研究》 北大核心 2003年第4期64-66,70,共4页
报道了一种主要用作超高速光纤通信光时分复用(OTDM)系统的新型光源,即10GHz的被动外腔式锁模多量子阱半导体激光器,其具有脉冲宽度为2.9ps,波长调谐范围为1.53～1.57μm(40nm),输出光波长可精确稳定在1.55μm,锁模光脉冲的重复频率为10... 报道了一种主要用作超高速光纤通信光时分复用(OTDM)系统的新型光源,即10GHz的被动外腔式锁模多量子阱半导体激光器,其具有脉冲宽度为2.9ps,波长调谐范围为1.53～1.57μm(40nm),输出光波长可精确稳定在1.55μm,锁模光脉冲的重复频率为10GHz,平均输出光功率为1mW及较小的时间抖动性(<0.6ps)等优点。 展开更多
关键词 光纤通信 光时分复用 OTDM 锁模半导体激光器 多量子阱半导体激光器
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可见光量子阱半导体激光器的研制
20
作者 宋珂 张福厚 郝修田 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1997年第1期29-30,共2页
研制出的波长为７７８ｎｍ的可见光量子阱半导体激光器，室温脉冲激射平均线性光功率大于２０ｍＷ（未镀反射膜），最低阈值电流为３０ｍＡ。
关键词 超晶格 量子阱 半导体激光器
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