1 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
4 山西大学物理与电子工程学院固体量子材料中心实验室, 山西 太原 030006
5 北京量子信息科学研究院, 北京 100193
设计制备了GaSb基I型InGaAsSb量子阱激光器,其激射波长为2。75 μm。五元势垒材料AlGaInAsSb有效降低了势垒的价带能级并提高了价带带阶,使量子阱发光波长红移至2。75 μm波段。通过优化分子束外延生长参数,得到了高发光效率的量子阱激光器外延材料,在此基础上设计并制备了腔长为1。5 mm、脊宽为50 μm、中心波长为2。75 μm的法布里-珀罗腔结构的激光器;所设计激光器可以实现室温连续激射,其最大输出功率为60 mW,阈值电流密度为533 A·cm -2。
激光器 锑化物 五元势垒量子阱 中红外波段
1 中国科学院半导体研究所 超晶格与微结构国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
利用高阶Bragg光栅成功制备出GaSb基DBR激光器, 避免了复杂的制备工艺.利用标准接触曝光制备出16阶和24阶Bragg光栅以及双沟脊条波导结构.16阶Bragg光栅器件在室温下实现了SMSR高达17.5 dB 的单模激光输出.CW状态下室温最大单模输出功率超过10 mW.随着注入电流变化, 器件表现出出色的波长稳定性.在整个注入电流范围内, 器件都保持单横模工作状态.24阶Bragg光栅器件室温SMSR为22.5 dB.器件的激射波长都在2.0 μm左右.
激光二极管 量子阱 红外 laser diodes quantum well infrared
1 北京航空航天大学 物理科学与核能工程学院,北京 1000191
2 中国科学院半导体研究所 超晶格实验室,北京 100083
3 中国科学技术大学 量子信息与量子科技前沿协同创新中心,安徽 合肥 230026
成功制备出室温激射波长为2 μm的GaSb基侧向耦合分布反馈量子阱激光器.采用全息曝光及电感耦合等离子体刻蚀技术制备二阶布拉格光栅.优化了光栅制备的刻蚀条件,并获得室温2 μm单纵模激射.激光器输出光功率超过5 mW,最大边模抑制比达到24 dB.
镓锑基 侧向耦合分布反馈 全息光刻 二阶布拉格光栅 GaSb-based laterally coupled distributed feedback laterally coupled distributed feedback (LC-DFB) LC-DFB holographic lithography second order Bragg grating
1 北京航空航天大学物理与核能工程学院, 北京 1000191
2 中科院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室, 北京100083
3 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 101408
完成1 880 nm高阶锑化镓侧向耦合分布反馈半导体激光器的制备。采用侧向耦合(Lateral coupled)结构使得外延材料可以一次生长完成, 避免了外延层中Al组分容易氧化的特性导致的二次外延生长困难的问题, 采用接触式紫外光刻技术制备了高阶光栅, 大大降低了激光器的制备成本, 实现了室温1 880 nm单模连续波长激射, 最大输出功率14.5 mW, 波长随温度漂移速率0.000 5 nm/mA。
侧向耦合分布反馈激光器 镓锑基激光器 高阶光栅 laterally coupled distributed feedback laser LC-DFB LC-DFB GaSb-based lasers high-order Bragg gratings
1 中国科学院半导体研究所 超晶格实验室, 北京 100083
2 中国科学技术大学 量子信息与量子科技前沿协同创新中心, 安徽 合肥 230026
成功制备出2.6μm GaSb基I型InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱高功率半导体激光器.利用分子束外延设备(MBE)生长出器件的材料结构.为了得到更好的光学质量, 将量子阱的生长温度优化至500℃, 并将量子阱的压应变调节为1.3%.制备了脊宽100 μm 、腔长1.5 mm的激光单管器件.在未镀膜下该激光器实现了最大328 mW室温连续工作, 阈值电流密度为402 A/cm2, 在脉冲工作模式下, 功率达到700 mW.
镓锑基 半导体激光器 量子阱 中红外 GaSb-based laser diodes quantum-wells mid-infrared
1 中国科学院半导体研究所 超晶格与微结构国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学技术大学 量子信息与量子物理协同创新中心, 安徽 合肥 230026
通过MBE外延系统生长了2 μm GaSb基AlGaAsSb/InGaSb I型量子阱激光器, 并制备了宽面条形波导激光器件, 在20℃工作温度下, 器件最大连续激射功率达到1.058 W, 当注入电流为0.5 A时, 峰值波长为1977μm, 最大能量转换效率为20.2%, 在脉冲频率为1 000 Hz, 占空比为5%的脉冲工作模式下, 最大激射功率为2.278 W.
大功率 激光二极管 中红外 量子阱 high power laser diodes infrared quantum wells
