1 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250199
2 山东华光光电子有限公司, 山东 济南 250101
为改善宽面940 nm半导体激光二极管(LD)的输出功率及光电转换效率(WPE)，设计并制作了一种包含梯度渐变折射率(GRIN)结构的新型量子阱激光器。通过二维自洽软件模拟计算了新结构激光器与传统分别限制结构(SCH)激光器的能带结构，结果表明新的激光器结构能够显著消除各异质结间的过渡势垒。通过低压金属有机物化学气相沉积(LP-MOCVD)的方法生长了高质量激光器外延材料。制成后的100 μm条宽、 2000 μm腔长的激光器器件在室温25 ℃下经过连续(CW)电流测试发现，梯度渐变折射率结构激光器较分别限制结构激光器在10 A电流下电压约低0.07 V。通过结构与生长优化，激光器内吸收系数从0.52 cm-1降至0.43 cm-1，最大光电转换效率由69%提升至76%。最终制成的940 nm半导体激光器器件室温25 ℃下输出功率10.0 W(10 A电流时)，斜率效率高达1.24 W/A。
激光器 激光二极管 梯度渐变折射率结构 高功率 高光电转换效率
1 山东华光光电子有限公司， 山东 济南 250101
2 山东大学晶体材料国家重点实验室， 山东 济南 250100
针对半导体激光器的能量损耗情况，设计优化了半导体激光器的结构，改进了材料的金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长条件。采用低压MOCVD外延技术生长了GaAsP/GaInP/AlGaInP应变量子阱大光腔结构，进而设计制作了808 nm大功率连续激光器芯片。25 ℃下，当输入电流10 A时，输出功率超过11.5 W，最大电光转换效率约62%。对5 W输出功率的808 nm激光器进行了老化实验，1000 h衰减小于2%。
半导体激光器 电光转换效率 低压金属有机化学气相沉积 光学学报
2011, 31(s1): s100308
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Crystal Material, Shandong University, Ji'nan 250100, China
2 Shandong Huaguang Optoelectronics Co., Ltd., Ji'nan 250101, China
Asymmetric broad-waveguide separate-confinement heterostructure (BW-SCH) quantum well (QW) laser diode emitting at 808 nm is analyzed and designed theoretically. The dependence of the optical field distribution, vertical far-field angle, and internal loss on different thicknesses of the upper waveguide layer is calculated and analyzed. Calculated results show that when the thicknesses of the lower and upper waveguide layers are 0.45 and 0.3 \mu m, respectively, for the devices with 100-\mu m-wide stripe and 1000-\mu m-long cavity, an output power of 7.6 W at 8 A, a vertical far-field angle of 37°, a slope efficiency of 1.32 W/A, and a threshold current of 189 mA can be obtained.
非对称宽波导分别限制结构 光场分布 808nm量子阱激光器 140.2020 Diode lasers 140.5960 Semiconductor lasers 230.5590 Quantum-well, -wire and -dot devices Chinese Optics Letters
2010, 8(5): 493
1 山东大学信息科学与工程学院晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
2 山东华光光电子有限公司, 山东 济南 250101
利用石英闭管法对金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长的应变量子阱(MQW)650 nm AlGaInP/GaInP材料进行选择区域扩Zn,使扩Zn区域的光致发光(PL)谱的峰值蓝移达175 meV,形成对650 nm波长激光器的高透腔面,有益于减少激光器腔面光吸收,增加了激光器退化的光学灾变损伤(COD)阈值。后工艺制作出条宽100 μm,腔长1 mm的增益导引激光器,实现了红光半导体激光器的大功率输出。激光器阈值电流为382 mA,在2.28 A工作电流时达到光学灾变损伤阈值,最大连续输出光功率1.55 W,外微分量子效率达到0.82 W/A。
激光器 红光半导体激光器 大功率 高透腔面
1 山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100
2 山东华光光电子有限公司,济南,250010
金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长应变InGaAs/GaAs量子阱,应变缓冲层结合生长中断改善量子阱的PL谱特性.用该量子阱制备的激光器有很低的阈值电流密度(43 A/cm2)和较高的斜率效率(0.34W/A,per facet).
应变量子阱激光器 生长中断 应变缓冲层 strain quantum well laser diodes MOCVD MOCVD growth interruption strain buffer layer
1 山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100
2 山东华光光电子有限公司,济南,250101
本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs/AlGaAs应变多量子阱,量子阱的厚度分别为3 nm和6 nm,对其光致发光谱(PL)进行了研究,二者的发光波长分别为843 nm和942 nm,用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs/AlGaAs量子阱带隙的改变,这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因.
InGaAs/AlGaAs量子阱 量子尺寸效应 应变效应 InGaAs/AlGaAs multi-quantum wells MOCVD MOCVD quantum effect strain effect
1 山东大学晶体材料国家重点实验室,济南,250100
2 山东华光光电子有限公司,济南,250101
在n+-GaAs(n=1×1018cm-3)衬底上,用MOCVD方法制备了610 nm的AlGaInP发光二极管的外延片,用X射线双晶衍射和PL谱表征了ALGaInP外延片样品的性质,通过对减薄到不同厚度的LED外延片的管芯在相同条件下的退化实验,发现了亮度的退化随厚度的减小而减小的结果.由理论计算结果可以得到,衬底厚度的降低对于LED样品稳定性产生作用的主要因素是由于产生的耗散热的减小而使缺陷增殖速度减小和?欠涓春现行呐ǘ鹊南嘤档?同时衬底厚度的降低也有助于提高A1GaInP LED的器件的稳定性.
稳定性 发光二极管 厚度 stabilization light emitting doides thickness
