作者单位
摘要
1 曲阜师范大学物理工程学院 山东省激光偏光与信息技术重点实验室,山东 曲阜273165
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中科院太赫兹固态技术重点实验室,上海 200050
3 中国科学院大学 材料科学与光电子工程中心,北京 100049
利用分子束外延技术在GaAs(100)衬底上生长了1.3 μm InAs DWELL量子点激光器结构,研究了有源区Be掺杂对量子点激光器性能的影响。研究表明,对有源区进行Be掺杂可以有效降低InAs量子点激光器的阈值电流密度,提升激光器的输出功率,增加激光器的温度稳定性。研制的Be掺杂InAs量子点激光器的阈值电流降低到12 mA,相应的阈值电流密度仅为100 A/cm2,激光器的最高输出功率达到183 mW,最高工作温度达到了130 ℃。这对InAs量子点激光器器件在光通信系统中的应用具有重要意义。
量子点激光器 分子束外延 阈值电流密度 输出功率 特征温度 quantum-dot laser molecular beam epitaxy threshold current density output power characteristic temperature 
红外与毫米波学报
2023, 42(4): 450
Wenfu Yu 1,2Xuyi Zhao 1,2Shixian Han 1,2Antian Du 3[ ... ]Qian Gong 1,2,*
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Terahertz Solid State Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physics and Physical Engineering, Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Polarization and Information Technology, Qufu Normal University, Qufu 273165, China
We report the InAs/GaAs quantum dot laterally coupled distributed feedback (LC-DFB) lasers operating at room temperature in the wavelength range of 1.31 µm. First-order chromium Bragg gratings were fabricated alongside the ridge waveguide to obtain the maximum coupling coefficient with the optical field. Stable continuous-wave single-frequency operation has been achieved with output power above 5 mW/facet and side mode suppression ratio exceeding 52 dB. Moreover, a single chip integrating three LC-DFB lasers was tentatively explored. The three LC-DFB lasers on the chip can operate in single mode at room temperature, covering the wavelength span of 35.6 nm.
InAs quantum dot laterally coupled distributed feedback laser 
Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 011402
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中科院太赫兹固态技术重点实验室,上海 200050
2 中国科学院大学 材料科学与光电子工程中心,北京 100049
3 海南师范大学 材料科学与光电工程研究中心,海南 海口 571158
采用气体源分子束外延(GSMBE)技术,研究了InP衬底上InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对In0.66Ga0.34As/InyAl1-yAs高迁移率晶体管(HEMT)材料特性影响。研究了不同厚度和不同铟含量的InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对材料的表面质量、电子迁移率和二维电子气浓度的影响。结果表明,在300 K(77 K)时,电子迁移率和电子浓度分别为8 570 cm2/(Vs)-1(23 200 cm2/(Vs)-1)3.255E12 cm-2(2.732E12 cm-2)。当InyAl1-yAs线性渐变缓冲层厚度为50 nm时,材料的表面形貌得到了很好的改善,均方根粗糙度(RMS)为0.154 nm。本研究可以为HEMT器件性能的提高提供强有力的支持。
InyAl1-yAs线性渐变缓冲层 磷化铟 高电子迁移率场效应晶体管 InyAl1-yAs graded buffer layer InP high electron mobility transistor(HEMT) 
红外与毫米波学报
2022, 41(4): 726
Li Liu 1,2†Ruxue Wang 1,2†Xuyi Zhao 2,3Wenfu Yu 2,3[ ... ]Aimin Wu 1,2,7,*
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Key Laboratory of Terahertz Solid State Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China
4 Centre for Optical and Electromagnetic Research and International Research Center for Advanced Photonics, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China
5 e-mail: jinyi_2008@zju.edu.cn
6 e-mail: qgong@mail.sim.ac.cn
7 e-mail: wuaimin@mail.sim.ac.cn
Bound states in the continuum (BICs) can make subwavelength dielectric resonators sustain low radiation leakage, paving a new way to minimize the device size, enhance photoluminescence, and even realize lasing. Here, we present a quasi-BIC-supporting GaAs nanodisk with embedded InAs quantum dots as a compact bright on-chip light source, which is realized by heterogeneous integration, avoiding complex multilayered construction and subsequent mismatch and defects. The emitters are grown inside the nanodisk to match the mode field distribution to form strong light–matter interaction. One fabricated sample demonstrates a photoluminescence peak sustaining a quality factor up to 68 enhanced by the quasi-BIC, and the emitting effect can be further promoted by improving the epilayer quality and optimizing the layer-transferring process in the fabrication. This work provides a promising solution to building an ultracompact optical source to be integrated on a silicon photonic chip for high-density integration.
Photonics Research
2022, 10(8): 1971
黄卫国 1,4顾溢 1,2,3,4,*金宇航 2,3刘博文 2,3[ ... ]张永刚 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 太赫兹技术重点实验室,上海 200050
2 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室,上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
4 中国科学院大学,北京 100049
5 查尔姆斯理工大学 微技术与纳米科学系,哥德堡 SE-41296
本工作在GaP/Si衬底上基于In0.83Al0.17As异变缓冲层实现了InAs/In0.83Al0.17As量子阱的生长。研究了GaxIn1-xP和GaAsyP1-y递变缓冲层对量子阱结构材料性能的影响。采用GaxIn1-xP组分渐变缓冲层的样品X射线衍射倒易空间衍射峰展宽更小,表明样品中的失配位错更少。两个样品均在室温下实现了中红外波段的光致发光,而采用GaxIn1-xP组分渐变缓冲层的样品在不同温度下都具有更高的光致发光强度。这些结果表明在GaP/Si复合衬底上采用阳离子混合的渐变缓冲层对生长中红外InAs 量子阱结构具有相对更优的效果。
量子阱 GaP/Si 异变缓冲层 中红外 quantum wells GaP/Si metamorphic buffer mid-infrared 
红外与毫米波学报
2022, 41(1): 019
作者单位
摘要
1 曲阜师范大学物理工程学院山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东 曲阜 273165
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所中国科学院太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
量子点半导体光放大器(QD-SOA)具有皮秒级的增益恢复时间和超快的载流子浓度恢复等特点,光子晶体(PC)与QD-SOA结合后具有强非线性效应、低吸收损耗、高功率传输和低功耗等优点。研究了光子晶体-量子点半导体光放大器(PC-QDSOA)的波长转换特性,详细分析了最大模式增益、泵浦光功率、探测光功率、有源区长度对PC-QDSOA波长转换Q因子的影响及注入电流、泵浦光功率、探测光功率、有源区长度与PC-QDSOA波长转换消光比的关系,并将PC-QDSOA仿真结果与QD-SOA的仿真结果进行比较。结果显示PC-QDSOA的Q因子和消光比的数值总是大于QD-SOA,说明PC-QDSOA比QD-SOA的输出信号质量更好,信号传输效率更高,转换性能更优越。研究结果对PC-QDSOA的应用具有一定的指导意义。
光通信 量子点半导体光放大器 光子晶体 波长转换 Q因子 消光比 
光学学报
2022, 42(2): 0206001
李金友 1,*王海龙 1杨锦 1曹春芳 2,3[ ... ]龚谦 2,3
作者单位
摘要
1 曲阜师范大学物理工程学院 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东 曲阜 273165
2 中国科学院大学 信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
3 中国科学院 上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050
研究了InGaAs/GaAs/InGaP 量子阱激光器在不同温度下的电流-电压特性, 并建立了一个理论模型进行描述。实验所用激光器腔长为0.3 mm, 脊条宽度为3 μm。实验测量得到该激光器在15~100 K的电压温度系数(dV/dT)为7.87~8.32 mV/K, 在100~300 K的电压温度系数为2.93~3.17 mV/K。由理论模型计算得到该激光器在15~100 K的电压温度系数为2.56~2.75 mV/K, 在100~300 K的电压温度系数为3.91~4.15 mV/K。在100~300 K, 实验测量与理论模型计算得出的电压温度系数接近, 理论模型能较好地模拟激光器的温度电压特性; 但在15~100 K相差较大, 还需要进一步完善。
量子阱激光器 低温 温度电压特性 quantum well laser InGaAs/GaAs/InGaP InGaAs/GaAs/InGaP low temperature voltage-temperature characteristics 
发光学报
2020, 41(8): 971
师艳辉 1,2,*杨楠楠 1,2马英杰 1,3,4顾溢 1,3,4[ ... ]张永刚 1,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室, 上海 200083
4 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
研究了In0.83Al0.17As/In0.52Al0.48As数字递变异变缓冲层结构(DGMB)的总周期数对2.6 μm延伸波长In0.83Ga0.17As光电二极管性能的影响.实验表明, 在保持总缓冲层厚度不变的情况下, 通过将在InP衬底上生长的In0.83Al0.17As/In0.52Al0.48As DGMB结构的总周期数从19增加到38, 其上所生长的In0.83Ga0.17As/In0.83Al0.17As光电二极管材料层的晶体质量得到了显著改善.对于在总周期数为38的DGMB上外延的In0.83Ga0.17As光电二极管, 观察到其应变弛豫度增加到99.8%, 表面粗糙度降低, 光致发光强度和光响应度均增强, 同时暗电流水平被显著抑制.这些结果表明, 随着总周期数目的增加, DGMB可以更有效地抑制穿透位错的传递并降低残余缺陷密度.
数字递变 异变 缓冲 光电探测器 digital-grading metamorphic buffer InGaAs InGaAs photodetectors 
红外与毫米波学报
2019, 38(3): 275
汤瑜 1,2曹春芳 1赵旭熠 1杨锦 3[ ... ]王海龙 3,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 曲阜师范大学物理工程学院,山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 山东 曲阜 273165
报道了InGaAs/GaAs/InGaP量子阱激光器的激光光谱研究,并在法布里-珀罗(FP)腔激光器中发现了单模工作特性,且该单模工作特性可以在较大的工作电流范围内(36~68 mA)存在,在一定的电流(14 mA)范围内保持单模可调谐。在20 ℃,当器件注入电流为62 mA时,激光器单模工作情况下的最大边模抑制比(SMSR)为29.8 dB,在其他电流条件下该器件的边模抑制比也都大于20 dB。激光器在单模工作时,器件最大输出功率(单面)达到12.5 mW。对于具有相同结构和材料的FP腔激光器来说,在不同条宽或腔长的器件中都观察到上述单模工作特性。这一特性在一些单频激光的应用系统中具有较大的应用价值。
激光器 量子阱激光器 法布里-珀罗腔 InGaAs/GaAs/InGaP 单模 边模抑制比 
激光与光电子学进展
2019, 56(13): 131402
张见 1,2陈星佑 1顾溢 1,*龚谦 1[ ... ]张永刚 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学 物质科学与技术学院, 上海 201210
利用气态源分子束外延技术在InP衬底上生长了包含InAlAs异变缓冲层的In0.83Ga0.17As外延层.使用不同生长温度方案生长的高铟InGaAs和InAlAs异变缓冲层的特性分别通过高分辨X射线衍射倒易空间图、原子力显微镜、光致发光和霍尔等测量手段进行了表征.结果表明, InAlAs异变缓冲层的生长温度越低, X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽就越宽, 外延层和衬底之间的倾角就越大, 同时样品表面粗糙度越高.这意味着材料的缺陷增加, 弛豫不充分.对于生长在具有相同生长温度的InAlAs异变缓冲层上的In0.83Ga0.17As外延层, 采用较高的生长温度时, X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽较小, 77 K 下有更强的光致发光, 但是表面粗糙度会有所增加.这说明生长温度提高后, 材料中的缺陷得到抑制.
分子束外延 InAlAs异变缓冲层 生长温度 molecular beam epitaxy InGaAs InGaAs InAlAs metamorphic buffer growth temperature 
红外与毫米波学报
2018, 37(6): 699

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