1 北京工业大学 光电子技术实验室， 北京 100124
2 北京工业大学 激光工程研究院, 北京100124
利用有限元软件ANSYS结合傅里叶定律，对制约适用于光纤耦合输出的新型高功率多有源区隧道再生半导体激光器长寿命工作的稳态热特性进行了系统计算、分析。获得了这种新型器件工作时各有源区温度分布特征及与传统单有源区器件稳态热特性的区别，并给出了多有源区隧道再生半导体激光器工作时各有源区温度的估算方法，同时对有效降低这种新型器件热阻的方法进行了讨论。结果表明:连续工作时，多有源区隧道再生半导体激光器比同材料体系传统结构器件更易获得较高的输出功率。
半导体激光器 光纤耦合 多有源区 隧道再生 semiconductor laser fiber coupling multi-active zone tunnel regeneration
1 北京工业大学光电子技术实验室， 北京100124
2 北京工业大学激光工程研究院， 北京100124
针对目前大功率半导体激光短阵列器件和多个半导体激光单元器件集成结构应用于全光纤结构光纤激光器的发展趋势及其相关热控制理论的缺乏，利用有限元软件ANSYS对基于标准传导热沉散热结构的高光束质量半导体激光阵列(LDA)进行热特性仿真计算，通过改变阵列内部发光单元间距、发光单元数，将传统高填充因子厘米阵列(cm-bar)结构过渡到短阵列器件或多单元集成器件热模型，其热特性，为这种具有高光束质量的新型器件的设计及其高性能、长寿命散热提供了理论基础。
激光器 半导体激光阵列 热阻 高光束质量
北京工业大学 光电子技术实验室,北京 100124
用真空电子束蒸镀的方法制备氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)薄膜,制作了以300 nm ITO为窗口层的新型AlGaInP红光LED。在氮气环境下,对LED样品进行了40 s快速热退火处理。随着退火温度增加,LED的光强先上升后下降,电压先下降后上升,并且两者都在435 ℃达到最优值。通过霍尔测试研究退火对ITO薄膜电学特性的影响,发现这是由于ITO在经过435 ℃退火后,电阻率最小,载流子浓度最大,因而减小了ITO的体电阻和p型欧姆接触电阻,降低了LED工作电压,同时增加了ITO做为电流扩展层的电流扩展效果,提高了LED光强。
光学器件 发光二极管 快速热退火 霍尔测试 氧化铟锡
北京工业大学北京光电子技术实验室, 北京 100022
利用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)生长了无铝980 nm InGaAs/InGaAsP/InGaP单量子阱(SQW)激光器, 测试了含铝的InGaAs/GaAs/AlGaAs和无铝的InGaAs/InGaAsP/InGaP两种不同材料的980 nm InGaAs SQW激光器在30～70 ℃范围内的P-I-V特性曲线, 对比分析了两种材料系980 nm激光器输出光功率、阈值电流、斜率效率和激射波长随温度的变化, 并对InGaAs/InGaAsP/InGaP激光器进行了可靠性实验。
激光器 大功率激光器 热特性 无铝 特征温度
北京工业大学北京市光电子技术实验室, 北京 100124
建立了一种适用于多量子阱垂直腔面发射激光器(VCSEL)的多层速率方程模型。在理论与实验基础上, 对器件进行小信号分析, 得到了光子密度、载流子俘获、逃逸和隧穿时间等关键参数对VCSEL频率响应特性的影响。结果表明VCSEL调制带宽会随着输出功率增大而变宽。并进一步研究了内腔接触氧化限制型VCSEL的寄生电参数及其寄生电路, 对其小信号频率响应进行了模拟分析。
垂直腔面发射激光器 调制特性 速率方程 寄生参数
北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京市光电子实验室, 北京 100022
采用微机械表面加工技术,成功设计并研制出具有GaAs基微光机电系统(MOEMS)悬臂梁结构的可调谐微腔发光二极管。对其工作特性进行了分析,测量得到悬臂梁载荷-位移关系曲线,并对微光机电系统悬臂梁可调谐微腔发光二极管进行调谐光谱测量。实验结果表明,在直流电流40 mA,调谐电压范围4～22 V时,波长从974.5 nm蓝移至956.9 nm,室温下波长调谐最大达到17.6 nm。在实验基础上,采用有限元方法对具有分布布拉格反射镜(DBR)结构的悬臂梁动力学特性进行了研究,模拟结果与实验结果吻合较好。当悬臂梁长度为400 μm时,最大位移达到411 nm,最大调谐电压达到24 V。
光学器件 可调谐微腔光子器件 微光机电系统 悬臂梁 有限元
1 北京工业大学光电子技术实验室, 北京 100022
2 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
针对量子阱半导体激光器建立了内部的热源分布模型,利用有限元方法模拟计算得到了条形量子阱半导体激光器的三维稳态温度分布,分析了芯片与热沉间的焊料空隙对芯片内部稳态温度分布的影响。模拟结果表明焊料空隙的位置和尺寸都将影响到芯片内部的温度分布,焊料空隙的存在将导致空隙上方的芯片内部出现局部热点。随着焊料空隙的增大,芯片内热点区域增大,温度增高。位于芯片的条形电极中心下方的焊料空隙引起的芯片内部局部温升最大,并且沿腔长方向光出射腔面上温度相对较高,易引起光出射腔面上正反馈的电热烧毁,与实验结果吻合。
激光技术 半导体激光器 三维温度分布 焊料空隙
北京工业大学,光电子技术实验室,北京,100022
利用金属有机物气相淀积生长了980 nm GaAs/AlGaAs分别限制应变单量子阱激光器物质,通过常规工艺制成国际标准的1 cm半导体激光器线阵列.隔离槽的深度与电流扩展有着密切的关系,对出光功率等重要参数有着较大的影响.通过隔离槽变深度实验,发现在不超过有源层的前提下,输出功率和斜率效率与隔离槽深度均成正比,阈值电流与隔离槽深度成反比,隔离槽深度过深即超过有源层会导致激光器线阵列的主要参数下降,从而最佳腐蚀深度应不超过有源层,本实验为1.993 μm.
半导体激光器线阵列 电流扩展 隔离槽 腐蚀深度
GaN基LED的表面电流扩展对于器件的特性起着很重要的作用。制作环状N电极的器件在正向电压、总辐射功率、器件老化等特性方面较普通的电极都有很大的提高。通过一系列的实验对环状N电极和普通电极进行了比较，在外加正向电流为20mA时，正向电压减小了6%，总辐射功率也略有提高，工作50小时后，总辐射功率相差8%，验证了环状N电极结构有利于器件电流扩展，减少器件串联电阻，减少了焦耳热的产生，提高了LED电光特性和可靠性。
光电子学 固态照明 环状N电极 总辐射功率 电流扩展 optoelectronics solid state lighting ring-N-electrode current expansion total radiation power
北京工业大学，北京光电子技术实验室，北京 100022
对利用EMCORE D125 MOCVD系统生长的以CCl4为掺杂源，分析不同C掺杂浓度的GaAs外延层光学特性。通过PL、DC XRD测试手段研究了掺C GaAs层，随C掺杂浓度增加，禁带宽度收缩，PL谱峰值半宽增大，晶格常数减小。
光电子学 GaAs掺杂 光荧光谱 X射线衍射 optelectronics GaAs doping PL spectra DC XRD
