利用三量子阱结构拓宽1550nm InGaAlAs超辐射发光管光谱

为了拓宽1 550nm InGaAlAs超辐射发光二极管(SLD)的输出光谱,采用三量子阱结构(分别对应1 530、1 550、1 570nm中心激射波长)作为有源区制作了1 550nm SLD,并在器件非出射端部分制作成非注入吸收区,通过吸收区抑制激射。实验结果表明研制的SLD最大输出功率为26.1mW时,中心波长为1 567nm。最大光谱半高宽(FWHM)大于44nm。此外,器件即使在最大输出功率下,仍然具有较宽的光谱。     

高功率850 nm宽光谱大光腔超辐射发光二极管

超辐射发光二极管(SLD)具有不同于半导体激光器和普通发光二极管的优异性能。为提高半导体超辐射发光管的光谱宽度,采用非均匀阱宽多量子阱(MQW)材料拓宽超辐射器件的输出光谱。优化设计器件的波导结构,利用大光腔结构设计出高功率、低发散角850 nm超辐射发光二极管。采用直波导吸收区而后在器件的出光腔面上镀制抗反射膜的方法制作超辐射发光二极管。器件在140 mA时器件半峰全宽(FWHM)可以达到26 nm,室温下连续输出功率达到7 mW。器件的垂直发散角为28°,水平发散角为10°。由于器件具有比较小的发散角,与光纤耦合时具有比较高的耦合效率,单模保偏光纤耦合输出功率达到1.5 mW。     

布拉格反射波导光子晶体宽光谱量子阱激光器

半导体宽谱激光在传感、光谱学等领域有着重要的应用.传统半导体宽谱激光器主要采用宽增益材料和全反射波导,采用简单量子阱结构制备宽谱激光器一直是个难题.作者首次证明了一种基于布拉格反射波导一维光子晶体的新型量子阱宽谱激光器,其结构主要包括In Ga As/Ga As量子阱和上下布拉格反射镜,通过偏离解理实现激光输出.研究发现在偏离角7°时,器件展现宽谱超辐射发光二极管特性,4.4°偏离角时实现了宽光谱激光输出,光谱宽度达到33.7 nm,连续输出功率36 m W.本研究为探索新型量子阱宽谱激光器提出了一种新的技术途径.     

一种大功率低偏振度量子阱超辐射发光二极管

设计了一种张应变与压应变相结合的混合应变量子阱结构超辐射发光二极管,研究了TE模和TM模在器件中的模式增益,分析了影响增益偏振性的因素,在此基础上通过改变有源层量子阱的应变类型、应变量以及层数来达到高增益和偏振不敏感性。最后按设计工艺流程生长了芯片,实验结果表明,所设计的SLD芯片单管输出功率在100mA驱动电流下可达3.5mW,出射光谱FWHM约为40nm,20nm波长范围内偏振度为0.3dB,具有较理想的大功率、宽光谱、低偏振度特性。     

倾斜结构InGaAsP/InP集成超辐射光源

为提高半导体超辐射器件的输出功率 ,在原有的将超辐射发光管 (SLD)与半导体光放大器 (SOA)单片集成的基础上 ,将器件电流注入区中心轴线倾斜 6° ,制得了 1 5 μm倾斜结构的InGaAsP InP集成超辐射光源。发现这种新型结构的单片集成器件具有抑制激射的功能。在较低的电流注入下 ,得到了 38mW的脉冲超辐射输出功率。其光谱宽度 (FWHM )和平行、垂直于结平面的远场半宽分别为 16nm ,15°和 6 4°。同时 ,通过对该集成器件特性的研究 ,发现如何增加SOA部分的入射光功率是提高该集成器件性能的一个十分关键的因素     

1.3 μm InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区结构设计

为了研制满足光纤通讯需求的高性能半导体激光器,对压应变InGaAsSb/GaAsSb量子阱激光器有源区进行了研究。根据应变量子阱能带理论、固体模型理论和克龙尼克-潘纳模型,确定了激射波长与量子阱材料组分及阱宽的关系。基于Lastip软件建立了条宽为50 μm、腔长为800 μm的半导体激光器仿真模型,模拟器件的输出特性,讨论了量子阱个数对器件光电特性的影响。结果表明：当量子阱组分为In0.44Ga0.56As0.92Sb0.08/GaAs0.92Sb0.08、阱宽为9 nm、量子阱个数为2时,器件的性能达到最佳,阈值电流为48 mA,斜率效率为0.76 W/A。     

1.3μm高增益偏振无关应变量子阱半导体光放大器

采用低压金属有机化学气相外延法 (LP MOVPE)生长并制作了 1 3μm脊型波导结构偏振无关半导体光放大器 (SOA) ,有源区为基于四个压应变量子阱和三个张应变量子阱交替生长的混合应变量子阱 (4C3T)结构 ,压应变阱宽为 6nm ,应变量 1 0 % ,张应变阱宽为 11nm ,应变量 - 0 95 % ;器件制作成 7°斜腔结构以有效抑制腔面反射。半导体光放大器腔面蒸镀Ti3 O5/Al2 O3 减反 (AR)膜以进一步降低腔面剩余反射率至 3× 10 -4以下 ;在 2 0 0mA驱动电流下 ,光放大器放大的自发辐射 (ASE)谱的 3dB带宽大于 5 0nm ,光谱波动小于 0 4dB ,半导体光放大器管芯的小信号增益近 30dB ,在 12 80～ 1340nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 6dB ,饱和输出功率大于 10dBm ,噪声指数 (NF)为 7 5dB。     

硅衬底上GaAlAs/GaAs单量子阱激光器

采用MOCVD方法在硅衬底上生长了带应力超晶格的GaAlAs/GaAs单量子阱外延片,并用质子轰击隔离法制成10微米条形单量子阱激光器.在室温下加脉冲电流(重复频率26KHz,脉宽1μs)观察到受激发射.最低阈电流92mA、激射波长849.2nm,外微分量子效率11％.     

1310nm大功率高偏振度量子阱超辐射发光二极管

设计并制备了一种斜条脊波导结构压应变高偏振度多量子阱超辐射发光二极管.设计的脊波导出光面TiO2/SiO2四层宽带增透膜的TE模式反射率约为10-6,分析了脊波导角度偏差和膜层厚度偏差对增透膜反射率的影响.实验结果表明,在250 mA直流电流驱动下,所设计的超辐射发光二极管芯片单管输出功率可达22.7 mW,出射光谱FWHM约为37.3 nm,光谱纹波系数低于0.15 dB,TE模式输出光强占主导,偏振度约为19.2 dB.     

MOVPE生长1.3 μm无致冷AlGaInAs/InP应变补偿量子阱激光器研究

通过低压金属有机化学气相外延 (LP MOVPE)工艺生长了AlGaInAs应变补偿量子阱材料 ,通过X射线双晶衍射、光荧光、二次离子质谱的测试分析得到了材料生长的优化工艺参数 ,降低了材料中的氧杂质含量 ,得到了高质量AlGaInAs应变补偿量子阱材料 ,室温光致发光半宽FWHM =2 6meV。采用此外延材料成功制作了 1 3μm无致冷AlGaInAs应变量子阱激光器 ,器件测试结果为 :激射波长 :12 90nm≤ λ≤ 1330nm ;阈值电流 :Ith(2 5℃ )≤15mA ;Ith(85℃ )≤ 2 5mA ;量子效率变化 :Δηex(2 5～ 85℃ )≤ 1 0dB。     

1 550 nm宽光谱超辐射发光二极管的研制

超辐射发光二极管因其宽光谱低抖动的光谱特点以及输出光为非相干光的特性,在光学相干层析成像技术、光处理技术等领域具有重要应用。为获得宽光谱低抖动的超辐射输出光,设计并制备了一种1 550 nm AlGaInAs多量子阱超辐射发光二极管。采取倾斜12波导并增加隔离区,结合抗反射薄膜,最终实现宽光谱输出的超辐射发光二极管,并比较了有无隔离区对器件性能的影响。实验结果表明,制得的超辐射发光二极管3 dB光谱宽度可拓宽至83 nm,光谱纹波小于0.1 dB,在200 mA工作电流下,出光功率大于1.5 mW。     

High-power integrated superluminescent light source

In order to increase the optical output power of semiconductor superluminescent device, a direct coupling method had been used to integrate, monolithically, the superluminescent diode with a semiconductor optical amplifier. By this means, two kinds of integrated superluminescent light source have been fabricated. High output power was obtained in pulsed operation.     

Quantum cascade superluminescent light emitters with high power and compact structure

Quantum cascade(QC)superluminescent light emitters(SLEs)have emerged as desirable broadband mid-infrared(MIR)light sources for growing number of applications in areas like medical imaging,gas sensing and national defense.However,it is challenging to obtain a practical high-power device due to the very low efficiency of spontaneous emission in the intersubband transitions in QC structures.Herein a design of^5μm SLEs is demonstrated with a two-phonon resonancebased QC active structure coupled with a compact combinatorial waveguide structure which comprises a short straight part adjacent to a tilted stripe and to a J-shaped waveguide.The as-fabricated SLEs achieve a high output power of 1.8 mW,exhibiting the potential to be integrated into array devices without taking up too much chip space.These results may facilitate the realization of SLE arrays to attain larger output power and pave the pathway towards the practical applications of broadband MIR light sources.     

The monolithic integration of a superluminescent diode with a poweramplifier

Monolithic integration of a superluminescent diode with a tapered semiconductor power amplifier is proposed. The basic operation of the integrated optical source is demonstrated under pulse conditions. Output power obtained by the integrated device is one to two orders of magnitude higher than the conventional superluminescent diode (SLD) devices     

Wideband quantum-dash-in-well superluminescent diode at 1.6 /spl mu/m

We demonstrate broadband superluminescent diode at /spl sim/1.6-/spl mu/m peak emission wavelength using InAs-InAlGaAs quantum-dash-in-well structure on InP substrate. The fabricated device exhibits the close-to-Gaussian emission with a bandwidth of up to 140 nm. The device produces a low spectrum ripple of 0.3dB and an integrated power of 1.7 mW with the corresponding bandwith of 110 nm measured at 20 /spl deg/C under 8 kA/cm/sup 2/.     

InGaAsP/InP超辐射集成光源

为提高半导体超辐射器件的输出功率 ,采用直接耦合的方法 ,将超辐射发光管 (SL D)与半导体光放大器 (SOA)单片集成 ,制得了 1.3μm超辐射集成光源 ,其脉冲输出功率为 50 m W,光谱宽度 (FWHM)为 2 8.9nm。通过对放大器增益特性的讨论 ,得出了既能稳定器件性能 ,又可以提高输出功率的有效工作方案。     

Multiple-quantum-well GaInAs/GaInAsP tapered broad-area amplifierswith monolithically integrated waveguide lens for high-powerapplications

A 1.48-μm tapered broad-area semiconductor laser amplifier with a monolithically integrated waveguide lens as demonstrated. The gain saturation characteristics of the tapered amplifier were examined. A maximum output power of 300 mW and a 3-dB saturation power of 200 mW under quasi-CW conditions were obtained from the amplifier without the waveguide lens. Output power of 200 mW was obtained with a broad emission spectrum of ~30 nm when the device was used as a superluminescent diode. The amplified output was focused to a single lobe by the monolithically integrated aspheric waveguide lens, which may be useful for efficient coupling of the output into a single-mode fiber