中国科学院半导体研究所半导体材料重点实验室, 北京 100083
综述了目前光电转换效率达到25%的单结非聚光晶体硅基太阳能电池研究的最新进展，阐述发射极钝化-背部局域扩散电池结构、叉指背接触结构、异质结结构和异质结背接触结构太阳能电池高效率的原因，并结合我国硅基光伏产业现状进行了发展趋势预测和技术需求分析。
光电子学 晶硅太阳能电池 转化效率 发展趋势 激光与光电子学进展
2015, 52(11): 110002
中国科学院半导体研究所半导体材料重点实验室, 北京 100083
采用选择区域外延生长技术和对接再生长技术，设计并制作了10信道分布反馈激光器阵列与多模干涉耦合器的单片集成器件。器件中采用了新的技术，集成了钛薄膜热电阻用于波长调谐。集成器件烧结到热沉上后，在25 ℃温控条件下测试，激光器阵列的平均信道间隔为1.29 nm，阈值电流为22~30 mA；当激光器注入电流为200 mA，各信道的平均出光功率为0.5 mW。集成热电阻的调谐效率约为5 nm/W,通过施加合适的热电流调谐,该集成器件可以覆盖34路信道间隔为50 GHz的波长范围。集成器件可单波长选择输出，也可10信道同时运作合波输出。
集成光学 分布反馈激光器阵列 选择区域外延生长 多模干涉耦合器 光通信 中国激光
2013, 40(12): 1202001
中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室， 北京 100083
采用飞秒激光扫描P型单晶硅衬底上的碲单质膜层，实现了碲元素在硅中的N型掺杂，随后利用准分子激光对掺杂样品进行退火处理，制备了碲掺杂硅单晶材料。利用该材料研制出了在室温下具有高响应的碲掺杂硅探测器。在-4 V的反向偏压下，光电响应在1000 nm处达到0.86 A/W，外量子效率大于106.6%；随着反向偏压的增加，光电响应增加，同时截止波长向红外方向拓展，在-8 V偏压下，截止波长达到了1235 nm；在-16 V偏压下，测得响应在1080 nm处最高达到3.27 A/W。
探测器 飞秒激光 准分子激光 碲掺杂 硅探测器
1 中国科学院半导体研究所
2 半导体材料科学重点实验室，北京 100083
3 清华大学 电子工程系，北京 100084
在密集波分复用系统中，多波长DFB激光器阵列与多模干涉耦合器集成光源器件具有重要的应用前景.为了研制多波长集成光源中的宽带可用低损耗光耦合器,利用三维有限差分光束传播法仿真设计了一种具有强限制作用的InP/InGaAsP材料的多模干涉型耦合器.输入/输出端波导均采用楔形结构以降低多模干涉型耦合器的插入损耗,提高各个输出端口的出光平衡度.根据仿真结果,结合波导芯层为采用外延生长设备,采用反应离子刻蚀工艺制作了1×乘4多模干涉型耦合器.利用自动对准波导耦合测试系统对所制作器件的插入损耗和出光平衡度进行测量.测试结果表明,该器件在1 550 nm波长附近的40 nm带宽范围内获得了约2.6 dB的通带平坦度,在1 550 nm通信波长处,器件的插入损耗低于10 dB.
多模干涉耦合器 强限制波导 束传播方法 Multimode interference coupler Strongly guided waveguide Beam propagation method
1 中国科学院,半导体研究所,国家光电子工艺中心,北京,100083
2 华中科技大学,激光技术与工程研究院,武汉,430074
介绍了RF CO2激光陶瓷基板划片的特点.分析了导光系统的设计原则,讨论了圆偏振镜和伽利略离焦望远镜的作用和特点.对导光系统进行了优化和模拟,给出了导光系统的光路图及成像质量图.试验结果和理论相符.利用该陶瓷划片机加工的氧化铝陶瓷基片可与国外同类划片机相媲美.
陶瓷基板 划片机 光路 设计
1 中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心, 北京 100083
2 云南师范大学太阳能研究所,云南 昆明 650092
采用三元InGaAs体材料为有源区,通过直接在InGaAs体材料中引入0.20%张应变来加强TM模的增益,研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA)。在低压金属有机化学气相外延(LP-MOVPE)的过程中,只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量。制作的半导体光放大器在200 mA的注入电流下,获得了50 nm宽的3 dB光带宽和小于0.5 dB的增益抖动;重要的是,半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1.1 dB的偏振灵敏度。对于1.55 μm波长的信号光,在200 mA的偏置下,其偏振灵敏度小于1 dB,同时获得了大于14 dB光纤到光纤的增益,3 dBm的饱和输出功率和大于30 dB的芯片增益。用作波长变换器,可获得较高的波长变换效率。进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率,可得到性能更佳的半导体光放大器。
光电子学 半导体光放大器 张应变 偏振不灵敏 信号增益 饱和输出功率
中国科学院半导体研究所光电子国家工艺中心,北京,100083
报道了一种波长可热调谐的电吸收调制分布反馈激光器(Electroabsorption modulated distributed feedback laser,EML).在激光器条形的侧面淀积一薄膜加热器,EML实现了2.2 nm的连续调谐.在调谐范围内,激光器输出功率的变化小于3 dB.采用端面有效反射率方法和耦合波理论的计算表明:采用相调制方法,可实现调谐范围达3.2 nm的EML.如果热调谐与相调谐方法结合,可在较宽范围内实现波长快速调谐的EML.
DFB激光器 电吸收调制器 单片集成 热调谐 相调谐
国家光电子工艺中心 中国科学院半导体研究所 北京 100083
报道了采用选区外延生长技术制作的可实用的单脊条形电吸收调制DFB激光器。激光器的阈值为26mA，最大光功率可达9mW，消光比可达16dB。减小端面的光反馈后，从自发发射谱上观察不到波长随调制电压的变化，调制器部分的电容为1.5pF，初步筛选结果显示阈值、隔离电阻、消光比基本没有变化，可应用在2.5Gb/s的长途干线光纤传输系统上。
选区外延 DFB激光器 电吸收调制器 脊型波导 单片集成
中国科学院半导体研究所光电子国家工艺中心,北京,100083
对于大容量的波分复用(WDM)光通信系统,精确控制波长及波长间隔是系统应用的关键.而对于信道间隔为0.8 nm的WDM系统,要求波长与ITU的标准偏差小于+0.01 nm.因此,波长可精确调谐的单模激光器成为必需.本文介绍了我们制作的两种波长可调谐的单模激光器:可调谐DFB激光器和可调谐DBR激光器.其中,可调谐DFB激光器采用的是热调谐方式,即改变DFB激光器的工作温度,实现了波长向长波方向连续移动2.2 nm;可调谐DBR激光器采用的是注入电流的方式,实现了6.5 nm的准连续调谐.……
中国科学院半导体研究所光电子国家工艺中心,北京,100083
本文报道了采用选择区域生长(Selective area growth,SAG)方法,在SiO2作掩膜的InP衬底上选择生长出高质量的InGaAsP-MQW,并成功地制作出波长调谐范围达6.5 nm的可调谐DBR激光器和性能可靠的电吸收调制DFB激光器.SAG成为实现光子集成器件的有效途径,得到广泛的研究,并已实现了DFB激光器与电吸收调制器的单片集成(electroabsorption modulated DFB Laser,EML).我们在国内率先开展这方面的研究,并取得重大的突破.……
