MOCVD生长薄膜材料制作半导体可饱和吸收镜

介绍了当前国际上流行的用半导体可饱和吸收镜来对固体激光器、光纤激光器和半导体激光器进行被动锁模的方法,阐述了半导体可饱和吸收镜用来作为被动锁模吸收体的原理,并介绍了如何利用金属有机气相淀积(MOCVD)技术生长各种波长激光器所需要的半导体可饱和吸收镜.     

半导体可饱和吸收镜研究的进展

回顾了近年来国际和国内超短脉冲激光技术的发展历程,概述了各种波长半导体可饱和吸收镜(Semiconductor saturableabsorption mirror,SESAM)发展历史,制作技术及其在固体激光器中的应用.对常见的几种制作工艺以及运用方向进行阐述和分析.利用金属有机气相淀积方法研制了三类1.06μm波长的SESAM,在Nd:YAG固体激光器上实现了被动锁模,锁模脉宽为10 ps,频率为150 MHz,输出功率100 mW以上.     

半导体可饱和吸收镜运用于军用脉冲激光测距

摘要本文对激光测距系统中应用的几种主要波长脉冲光源的应用领域和特点进行了比较。介绍了一种国际上正在流行而国内还未发现有报道的实现固体激光器和光纤激光器被动锁模和调Q的新型半导体材料吸收体——半导体可饱和吸收镜。     

半导体可饱和吸收镜的被动锁模研究

介绍了半导体可饱和吸收镜的结构及参量,分析了其被动锁模的原理,并对影响被动锁模稳定输出,造成Q脉冲包络输出原因进行了分析讨论,从三个方面提出了优化方案.     

800nm布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜

我们在国内首先研制成功波长为800nm附近布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜。用布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜作为自启动装置，我们实现了氩离子激光器泵浦的钛宝石激光器被动连续锁模，获得了连续锁模脉冲序列，重复频率在100MHz到200MHz。     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，在5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd：YAG激光中，实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模，获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量，其锁模激光脉冲宽度小于10ps。实验采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单，易于调整，实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时，光～光转换效率达到19％。     

基于半导体可饱和吸收镜的可调谐光纤激光器

为了实现锁模光纤激光器的波长可调谐, 采用半导体可饱和吸收镜(SESAM), 搭建了环形腔被动锁模掺镱光纤激光器。在腔内无偏振控制器及可调谐滤波器等器件的前提下, 通过改变光纤跳线端面至SESAM的距离, 实现光谱在1029.5nm~1042.7nm之间的稳定可调谐, 基频重复频率为18.0MHz, 脉冲宽度为130ps, 锁模脉冲信噪比达44dB。结果表明, 该锁模光纤激光器具有较高的信噪比及较宽的可调谐范围。该研究为可调谐被动锁模光纤激光器的研制提供了重要的参考价值。     

线形腔半导体可饱和吸收镜被动锁模掺镱光纤激光器

皮秒脉冲在超连续谱光源中具有重要应用,基于线形腔搭建了半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模皮秒脉冲掺镱光纤激光器,详细分析对比了激光器中所用光纤光栅的反射率、反射带宽以及SESAM的宏观特性参数对锁模激光器输出脉冲特性的影响。实验结果表明:选择10%反射率和0.3nm反射带宽的光纤光栅比较有利于激光器的稳定锁模;光纤激光器对SESAM参数的适用范围比较大,SESAM的非饱和损耗对激光器输出平均功率影响较大,SESAM的非饱和损耗越小,激光器输出脉冲的平均功率越高。     

表面态型半导体可饱和吸收镜实现Nd:YAG激光器被动锁模

砷化镓半导体材料与空气接触的表面存在密度很高的电子表面态，砷化镓材料内部的电子可以通过这种表面进行驰豫，驰豫时间估计在ps量级。依此原理，制作了一种新型的表面态型半导体可饱和吸收镜，用其作为被动锁模吸收体．实现了半导体端面泵浦Nd：YAG激光器被动连续锁模。在泵浦功率为4W的情况下．获得了连续锁模脉冲序列，重复频率150MHz，锁模脉冲平均输出功率为300mW，脉冲宽度为10ps。     

半导体可饱和吸收镜自启动的Kerr锁模Cr^4＋：YAG激光器

采用传统的X型像散腔，利用一块精心设计的半导体可饱和吸收镜(SESAM)做启动元件，实现了自启动的Kerr锁模Cr^4 ：YAG激光器。输出脉冲的最窄脉宽小于80fs，脉冲重复频率为120MHz，脉冲峰值功率可以达到100W以上。     

基于量子点可饱和吸收镜的锁模激光器

锁模光纤激光器在工业加工、光通信、光学传感等领域有广泛的应用.由于在GaAs基板上制备的InAs量子点(QD)半导体可饱和吸收镜(QD-SESAM)增益谱较宽、成本较低,将其应用于锁模光纤激光器具有非常大的潜力.然而,生长发光中心波长(λ)为1550 nm的高性能QD-SESAM仍然十分困难.采用分子束外延(MBE)生长制备了1550 nm GaAs基InAs QD-SESAM,通过在SESAM上表面生长厚度为λ/4的SiO2层,将QD-SESAM的调制深度提升至1.4％.使用这种新型的QD-SESAM优化了耦合效率,成功地构建了稳定的环形腔被动锁模掺铒光纤激光器,其斜率效率为2.2％,脉冲宽度为2 ps,重复频率为16.5 MHz,最大输出功率约为4.1 mW.结果 表明,这种带有λ/4厚度SiO2层的QD-SESAM在制备高性能锁模激光器方面具有非常大的应用潜力.     

半导体可饱和吸收镜实现高频脉冲激光研究进展

介绍了作为固体激光器、半导体激光器和光纤激光器被动锁模吸收体的半导体可饱和吸收镜(SESAM)的基本原理和制作方法。详细阐述了利用半导体可饱和吸收镜对同体激光器和光泵垂直外腔面发射半导体激光器进行被动锁模，获得重复率为几吉赫到几百吉赫的超短脉冲激光的方法。     

用半导体可饱和吸收镜对掺钕晶体激光器进行被动调Q和锁模

较全面地介绍了几种掺钕激光晶体的光学性质。就掺钕激光晶体主要的三个波长探讨了用一种新型的吸收体(半导体可饱和吸收镜)进行被动调Q和锁模。     

MOCVD外延生长高阻GaN薄膜材料

采用MOCVD技术在非有意掺杂的条件下,在C面蓝宝石衬底上制备出了高阻的GaN单晶薄膜样品.用扫描电子显微镜和原子力显微镜分析样品显示GaN外延膜的表面十分平整,表面粗糙度仅有～0.3nm.样品的X射线双晶衍射摇摆曲线(0002)峰的半峰宽为5.22',证实所生长的GaN外延层具有较好的结晶质量.变温Hall测量发现样品的室温电阻率高达6.6×108Ω·cm,250℃下的电阻率约为106Ω·cm.     

MOCVD法氧化锌单晶薄膜生长

介绍了氧化锌材料的一些突出特性以及生长氧化锌的方法。并通过金属有机化学气相沉积 (MOCVD)方法制备了优良的氧化锌薄膜。使用X射线衍射 (XRD)谱和室温光致发光(PL)光谱对所生长氧化锌薄膜的晶体质量和光学特性进行了研究。X射线衍射谱图显示仅在2θ =34.72°处有一个很陡峭的ZnO (0 0 2 )晶面衍射峰 ,说明所制备的氧化锌薄膜c轴取向高度一致。此衍射峰的半高宽为 0 .2 82° ,显示出较好的晶体质量。在室温光致发光谱中 ,薄膜的紫外发光强度与深能级复合发光的强度比超过 10∶1,表明薄膜的光学质量较高     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系．GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加．在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同．GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关．实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应．预反应的程度与TMGa的流量成正比．     

Zn-Doped InGaP Grown by the LP- MOCVD

Zn-doped In_0.485Ga_0.515P epitaxial layers were grown on semi-insulating GaAs substrates by low pressure metalorganic chemical vapor deposition (LP-MOCVD) at the temperatures 520,560, and 720°C. Growth conditions were optimized with respect to surface morphology for each growth temperature and the growth rates were in the range from 0.6 to 1.4 μm/h. Diethylzinc was used as a Zn precursor and the dependencies of hole concentrations, mobilities, and photoluminescence spectra on the growth conditions were studied. Doping levels from 3 × 10¹⁷ to 3 × 10¹⁸ cm⁻³ were obtained at different growth temperatures. The highest hole mobilities were measured in the layers grown at 560°C. The acceptor activation energy of 21 meV was measured from the photoluminesce spectra in our samples. As the results are not directly comparable with the data from the literature, theoretical models of Zn incorporation are discussed. A desorption energy of 0.55 eV of Zn atoms was calculated from the temperature dependence of the zinc distribution coefficient K_zn .     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系.GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加.在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同.GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关.实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应.预反应的程度与TMGa的流量成正比.