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.     

940 nm高功率半导体激光器研究

报道了一种采用大光学腔结构的InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱高功率半导体激光器。在量子阱能级本征值方程的数值求解基础上 ,优化了InGaAs阱层材料的In组份含量 ;采用大光学腔结构以有效降低垂直于结平面方向的光束发散角及腔面的光功率密度 ,实现器件的高功率、低发散角光。设计的激光器外延结构采用分子束外延 (MBE)方法生长 ,成功获得具有较低激射阈值的 94 0nm波长激光器外延片。对 10 0 μm条形 ,10 0 0 μm腔长的制备器件测试表明 ,器件的最大连续输出功率达到 2W ,峰值波长为 939.4nm ,远场水平发散角为 10° ,垂直发散角为 30°。器件的阈值电流为 30 0mA。     

非均匀阱宽多量子阱1.55 μm高功率超辐射光源

采用非均匀阱宽多量子阱材料拓宽超辐射器件的输出光谱 ,并利用前期关于倾斜脊形集成超辐射光源的研究成果 ,制得了新型的 1 5 5 μm高功率宽光谱InGaAsP InP集成超辐射光源。发现该器件较均匀阱宽多量子阱器件的输出光谱有很大变化 ,光谱半宽由原来的 2 0～ 30nm ,增加到 4 5～ 6 0nm左右。该器件同样具有较好的抑制激射能力 ,在可测试范围内 ,在没有蒸镀腔面抗反射膜的情况下未见激射模式的出现。在准连续工作条件下 ,器件最大峰值功率已达到 15 0mW以上。     

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。     

高饱和电流14xx nm应变量子阱激光器的研制

报道了14xx nm应变量子阱(SQW)激光器管芯的研制成果。通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长工艺生长14xx nm AlGaInAs/AlInAs/InP应变量子阱外延片,采用带有锥形增益区的脊型波导结构制作激光器管芯。生长好的外延片按照双沟脊型波导激光器制备工艺进行光刻、腐蚀,制作P面电极(溅射 TiPtAu)、减薄、制作N面电极(蒸发AuGeNi),然后将试验片解理成Bar;为获得高的单面输出功率,用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR)进行腔面镀膜,HR=90%,AR=5%;解理成的管芯P面朝下烧结到铜热沉上,TO3封装后在激光器综合测试仪进行测试。管芯功率达到440 mW以上,饱和电流3 A以上,峰值波长1430 nm,远场发散角为40°×14°。     

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。     

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.     

抗中子辐射加固超辐射发光二极管的研究

我们设计并制作了一种高性能的抗中子辐射的超辐射发光二极管。高能中子辐射后产生的位移损伤造成器件有源区内少子寿命减少,从而导致器件光输出功率的降低。通过理论分析可知高输出功率的超辐射发光二极管对中子辐射的敏感度较低。本文中的超辐射发光二极管的有源区采用了具有高量子效率和小体积有源区的InGaAsP/InP多量子阱结构,外延波导层采用了线性缓变折射率分别限制结构(GRIN-SCH),并设计和优化出了特殊波导吸收区和腔面减反射膜结构。辐射实验结果显示,在中子注量为6?10₁₃～1?10₁₄n/cm₂(1MeV)下,InGaAsP/InP多量子阱结构的超辐射发光二极管与双异质结结构相比具有更好的抗中子辐射性能。     

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     

新型隧道带间级联双波长半导体激光器

提出了通过隧道带间级联实现半导体激光器有多个激射波长的新型物理思想 ,并以GaAs为隧道结 ,InGaAs应变量子阱为有源区 ,利用金属有机物化学气相沉积 (MOCVD)生长了含有两个有源区的双波长半导体激光器。制备了 90 μm条宽的脊型波导器件结构 ,测试得到了能同时激射 95 1nm和 986nm两个波长的双波长半导体激光器 ,腔面未镀膜时的斜率效率达到了 1 12W A ,垂直远场为基模 ,水平方向发散角为 10° ,垂直方向发散角为 36°。     

Broadband quantum dot superluminescent LED with angled facet formed by focused ion beam etching

Broadband quantum dot superluminescent light emitting diodes (LEDs) are realised by focused ion beam etching an angled facet in an edge emitting dot-in-well laser diode structure. The device exhibits a large and flat emission spectral width up to 142 nm at 0.3 mW, maximum CW output power as high as 3 mW, and effective facet reflectivity <1times10^-6     

High efficiency 1.3 mu m superluminescent diode with absorbing tapered waveguide

A new type of superluminescent diode (SLD) with a tapered waveguide in the absorbing region is proposed. This SLD structure monitors output power, as it emits monitor light from the rear facet that is about one-tenth the output power from the front one. Device parameters have been determined by beam propagation methods. A 1.3 mu m SLD fabricated by liquid phase epitaxy (LPE) with an absorbing waveguide 200 mu m long and with a 6.5 degrees tapered angle can emit output power of 13.5 mW from the front facet at a 200 mA driving current without lasing.<>     

Single-mode blue-violet laser diodes with low beam divergence and high COD level

We demonstrate GaN-based high-power single transverse-mode laser diodes (LDs) emitting at 405 nm. LD structures are designed to exhibit a high level of catastrophic optical damage and small beam divergence angle. By the control of refractive index profiles, we achieved a vertical beam divergence angle of as low as 17.5/spl deg/ and maximum output power of as high as 470 mW under continuous-wave operation condition. In addition, nearly fundamental transverse-mode operation is demonstrated up to 500-mW pulsed output power by far-field investigation.     

1.3μm GaAs基GaInNAs量子阱生长与激光器研制

报道了中国第一只1.30μm单量子阱边发射激光器的材料生长、器件制备及特性测试.通过优化分子束外延生长参数,调节In和N组分含量使GaInNAs量子阱的发光波长覆盖1.3μm范围.脊形波导条形结构单量子阱边发射激光器,实现了室温连续激射,激射波长为1.30μm,阈值电流密度为1kA/cm2,输出功率为30mW.     

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。     

1.3μm波段单横模大功率输出量子点激光器

为了制备大功率、单横模输出的量子点激光器,对有源多模干涉波导结构进行了研究。通过优化器件结构设计,采用1×1型有源多模干涉波导结构,以均匀多层InAs/InGaAs/GaAs量子点材料作为有源区,制备了1.3μm波段的有源多模干涉结构量子点激光器。连续电流注入条件下的测试结果表明,与传统的均匀波导结构器件相比,有源多模干涉结构器件具有更低的串联电阻和更好的散热性能;在连续电流为0.5A的小注入情况下,器件的输出功率可达114mW、中心波长为1332nm。结果表明,有源多模干涉结构器件是制备大功率、单横模输出光发射器件的一种有效的器件结构。     

High power broadband superluminescent diodes with chirped multiple quantum dots

A superluminescent diode (SLD) using J-shaped ridge waveguide and chirped multiple InAs quantum dots (QDs) with three different energy bandgap wavelengths, which are controlled by QD size, is demonstrated. The fabricated QD SLDs exhibit high continuous wave output power of 32 mW and wide spectral bandwidth up to 98 nm, covering the range 1084-1182 nm.     

1.3 μm InGaAsP低电流超辐射发光二极管组件

设计并制作了用于高精度光纤陀螺的 1.3μm低电流超辐射发光二极管组件。采用隐埋异质结结构 ,实现了良好的电流限制和光限制 ,同时采用长腔结构来提高器件单程增益 ,从而获得了高的输出功率。组件具有工作电流小、输出功率高 ,以及光谱特性好等特点。测试结果表明 ,在 70mA工作电流下 ,组件尾纤输出功率大于 0 .1mW ,光谱宽度大于 30nm。