1 中国科学院半导体研究所 光电子器件国家工程中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院, 北京 100049
3 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
腔面光学灾变损伤是制约半导体激光器输出功率以及可靠性的主要因素之一，量子阱混杂技术是最常用的解决腔面灾变性光学损伤的方法。为了制备高功率、高可靠性半导体激光器单管器件，对Si杂质诱导量子阱混杂工艺进行了探索。本文使用Si介质层作为扩散源，采用管式炉高温退火的方法进行Si杂质扩散诱导量子阱混杂研究。实验并分析了介质膜厚度、退火条件、量子垒材料、牺牲层材料等因素对InGaAs/GaAs(P)量子阱蓝移量的影响。实验发现，量子阱和量子垒的混杂效果随着扩散时间以及退火温度增加而增大，且对温度尤其敏感。当退火条件为780 ℃、10 h时，InGaAs/GaAsP结构的波长蓝移量达到70.5 nm，量子垒为GaAsP时比GaAs有更好的促进蓝移效果。相同外延结构下，InGaP牺牲层结构相比AlGaAs牺牲层有更大的波长蓝移。
量子阱混杂 半导体激光器 腔面光学灾变损伤 quantum well intermixing semiconductor laser diodes COMD
1 中国科学院半导体研究所 光电子器件国家工程中心, 北京 100083
2 中国科学院大学, 北京 100049
光学灾变损伤(COD)常发生于量子阱半导体激光器的前腔面处, 极大地影响了激光器的出光功率及寿命。通过杂质诱导量子阱混杂技术使腔面区波长蓝移来制备非吸收窗口是抑制腔面COD的有效手段, 也是一种高效率、低成本方法。本文选择了Si杂质作为量子阱混杂的诱导源, 使用金属有机化学气相沉积设备生长了InGaAs/AlGaAs量子阱半导体激光器外延结构、Si杂质扩散层及Si3N4保护层。热退火处理后, Si杂质扩散诱导量子阱区和垒区材料互扩散, 量子阱禁带变宽, 输出波长发生蓝移。退火会影响外延片的表面形貌, 而表面形貌则可能会影响后续封装工艺中电极的制备。结合光学显微镜及光致发光谱的测试结果, 得到825 ℃/2 h退火条件下约93 nm的最大波长蓝移量, 也证明退火对表面形貌的改变, 不会影响波长蓝移效果及后续电极工艺。
量子阱半导体激光器 光学灾变损伤 量子阱混杂 蓝移 quantum well semiconductor laser diodes catastrophe optical damage quantum well intermixing blue shift
1 司法文明协同创新中心, 北京 100088
2 证据科学教育部重点实验室, 中国政法大学, 北京 100088
3 中国科学研究院半导体研究所，北京 100083
介绍了高功率980 nm 脊型波导半导体激光器的设计及制造。为了减少腔面处的光功率密度，设计了宽波导结构。利用常规工艺获得了最大500 mW 输出的器件，同时灾变光学损伤阈值达到了560 mW。
激光器 980 nm 半导体激光器 可靠性 宽波导 灾变性光学损伤 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 091404
介绍了一种能够全面表征半导体二极管器件的电学特性的方法,此方法结合半导体二极管的正向交流特性和直流特性，称之为正向交流小信号法。利用该方法深入地研究和对比分析了GaN基和GaAs基半导体激光器的电学特性，包括表观电容、串联电阻和理想因子。实验结果表明，对于GaN基和GaAs基半导体激光器，其开始发光的过程同步于其电容由正转变为负的过程。进一步实验结果表明，GaN基半导体激光器比GaAs基半导体激光器具有更大的串联电阻和更大的理想因子。这是由于GaN基激光器的器件工艺不够完善以及外延生长的GaN材料具有很大的位错密度。该研究为提高和改善GaN基激光器的性能提供了必要的依据以及理论指导。
正向交流小信号法 半导体激光器 电学特性 AC I-V method GaN GaN GaAs GaAs semiconductor laser diodes electrical properties
1 华南师范大学 光子信息技术实验室，广州 510006
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所 信息光学研究室，上海 201800
针对星间光通信系统的要求，采用一种新型的半导体激光耦合方案，用前后正交的非球面柱面透镜准直半导体激光束，再经渐变折射率(graduated refractive index，GRIN)自聚焦透镜聚焦，把光束耦合入单模光纤。就此耦合单元，对耦合效率随半导体激光器的位置偏离及角度偏移进行了研究，在光纤尾纤处测得了输出功率随驱动电流的变化关系，单模运行的半导体激光二极管经耦合后的出纤功率可以达到80mW。结果表明，耦合效率随位置偏离及角度偏移的变化灵敏度都不高，这可以满足星间光通信的要求。
激光技术 半导体激光 单模光纤 星间光通信 光耦合 laser technique semiconductor laser diodes single-mode fiber intersatellite optical communication optical coupling
