介绍了我们基于InP衬底采用无锑材料体系开展的2~3 μm波段激光器及光电探测器方面的持续探索，包括采用赝配三角形量子阱方案的2~2.5 μm波段I型InGaAs多量子阱激光器、采用虚拟衬底异变方案的2.5~3 μm波段I型InAs多量子阱激光器、以及截止波长大于1.7 μm的高In组分InGaAs光电探测器等，这些器件结构均采用GSMBE方法生长，其中2.5 μm以下波长的激光器已实现了高于室温的CW激射并获实际应用，2.9 μm波长的激光器也在热电制冷温度下实现了脉冲激射，含超晶格电子阻挡势垒层的截止波长2.6 μm InGaAs光电探测器暗电流显著减小，此类光电探测器材料已用于航天遥感焦平面组件的研制.

采用气态源分子束外延在InP衬底上生长InAs/InGaAs数字合金应变补偿量子阱激光器.有源区的多量子阱结构由压应变的InAs/In0.53Ga0.47As数字合金三角形势阱和张应变的In0.43Ga0.57As势垒构成.X射线衍射测试表明赝晶生长的量子阱结构具有很高的晶格质量.在100K、130mA连续波工作模式下，激光器的峰值波长达到1.94μm，对应的阈值电流密度为2.58kA/cm2.随着温度升高，激光器的激射光谱出现独特的蓝移现象，这是由于激光器结构中相对较高的内部吸收和弱的光学限制引起最大增益函数斜率降低所导致的.

采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中, 二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成, 然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法, 曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影, 而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角, 可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法, 在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构, 二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论.

通过在InP基InxAl1-xAs 递变缓冲层上生长In0.78Ga0.22As/In0.78Al0.22As量子阱和In0.84Ga0.16As探测器结构，研究了缓冲层中组分过冲对材料特性的影响.原子力显微镜结果表明，在InAlAs缓冲层中采用组分过冲可以使量子阱及探测器样品表面粗糙度都得到降低.对于相对较薄的量子阱结构，X射线衍射倒易空间扫描图和光致发光谱的测量表明，使用组分过冲可以增加弛豫度、减小剩余应力并改善光学性质.而对于较厚的探测器结构，X射线衍射和光致发光谱测试发现使用组分过冲后的材料性质没有明显的变化.量子阱和探测器结构的这些不同特性需要在器件设计应用中加以考虑.

利用气态源分子束外延在InP衬底上生长了具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs连续递变缓冲层的高In组分In0.78Ga0.22As探测器结构.通过原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和光致发光对它们的特性进行了表征和比较.结果表明, 具有InxGa1-xAs或InxAl1-xAs缓冲层的结构都能获得较平整的表面; 具有InxGa1-xAs缓冲层的探测器结构表现出更大的剩余应力;具有InxAl1-xAs缓冲层的探测器结构所观察到的光学特性更优.