厦门大学物理科学与技术学院，福建 厦门 361005
基于实验样品，利用PICS3D模拟软件分析电子阻挡层对激光器性能的影响，尤其是对电光转换效率的影响。通过在上波导层和电子阻挡层之间插入一层AlGaN层，调整插入层和原始电子阻挡层的Al原子数分数和厚度，形成复合电子阻挡层，设计了一系列InGaN基紫色激光器，并模拟比较它们的电流-电压特性曲线、发光功率、电光转换效率、能带分布和载流子分布等特性。结果表明，采用插入层的Al原子数分数和厚度分别为0.30和15 nm、原始电子阻挡层的Al原子数分数和厚度为0.24~0.06和5 nm的新复合结构电子阻挡层，可以调整能带结构、抑制电子泄漏、增加空穴注入，从而提高辐射复合率、增大激光器电光转换效率。相较于参考结构，新结构的电光转换效率提升了36.9%。
激光器 电子阻挡层 插入层 电光转换效率 光学学报
2023, 43(20): 2014003
Author Affiliations
Abstract
1 School of Microelectronics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Department of Electrical and Computer Engineering, University of California San Diego, La Jolla, CA 92037, USA
3 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
The AlGaN-based deep ultraviolet (DUV) light-emitting diode (LED) is an alternative DUV light source to replace traditional mercury-based lamps. However, the state-of-the-art DUV LEDs currently exhibit poor wall-plug efficiency and low light output power, which seriously hinder their commercialization. In this work, we design and report a tunnel-junction-cascaded (TJC) DUV LED, which enables multiple radiative recombinations within the active regions. Therefore, the light output power of the TJC-DUV LEDs is more than doubled compared to the conventional DUV LED. Correspondingly, the wall-plug efficiency of the TJC-DUV LED is also significantly boosted by 25% at 60 mA.
deep ultraviolet LED tunnel junction wall-plug efficiency AlGaN Chinese Optics Letters
2021, 19(8): 082503
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
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
围绕美国**先进技术研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency)的**项目——超高效率激光器光源(SHEDS)，分析了半导体激光器的损耗机制，从降低半导体激光器电压压降、减小内建电压、减小损耗、优化半导体激光器结构以及横向布拉格谐振腔等方面阐述了提高半导体激光器效率和输出功率的途径，介绍了稳定半导体激光器激射波长的一些技术方法。
半导体激光器 插头效率 激射波长
本文通过提出具有优点为微分量子效率可以大于1的一种新型多有源区隧道再生应变量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)结构,可得到阈值电流更小、输出功率更大的器件.同时,通过对这种器件功率效率的分析,总结出针对这种新型结构的以固定工作电流及串联电阻为参数的最优化DBR反射率公式,并且就功率效率与工作电流、串联电阻及反射率的关系进行了讨论,这将对器件的合理设计以及器件制备具有实质性的指导作用.
多有源区 隧道再生 功率效率 multiple-active-region tunneling-regenerated VCSELs VCSELs wall-plug efficiency
