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980nm大功率半导体激光器的MOCVD外延生长条件优化
  • ISSN号:1001-5868
  • 期刊名称:《半导体光电》
  • 时间:0
  • 分类:TN248.4[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:北京工业大学光电子技术省部共建教育部重点实验室,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61204011,11204009);北京市教委能力提升项目(PXM2014-014204-07-000018);北京市自然科学基金项目(4142005).
中文摘要:

为了对980nm大功率半导体激光器的波导层和有源层外延材料进行快速表征,设计了相应的双异质结(DH)结构和量子阱(Qw)结构,并在不同条件下进行了MOCVD外延生长,通过室温荧光谱测试分析,得到Al0.1Ga0.9As波导层的最佳生长温度为675℃,InGaAsQW的最佳长温度为575℃。为了兼顾波导层需高温生长和QW层需低温生长的需求,提出在InGaAsQw附近引入Al0.1,Ga0.9As薄间隔层的变温停顿生长方法,通过优化间隔层的厚度,InGaAs QW在室温下的PL谱的峰值半高宽只有23meV。基于优化的外延工艺参数,进行了980nm大功率半导体激光器的外延生长,并制备了腔长4mm、条宽95μm的脊形器件。结果显示,在没有采取任何主动散热情况下,器件在30A注入电流下仍未出现腔面灾变损伤,输出功率达到23.6W。

英文摘要:

For the purpose of rapidly characterizing the quality of waveguide layers andactive layers for high power laser diodes emitting at 980 nm, the structures of heterostructrue (DH) and quantum well (QW) were designed and grown by metalorganic chemical vapor deposition ( MOCVD ) under different conditions. Through test and analysis of Photoluminescence (PL) spectra at room temperature (RT), it is found that the optimal growth temperature of InGaAs QW and A10.1 Ga0.9 As DH is 575 and 675 ℃, respectively. For the purpose of balancing high growth temperature of waveguide layers and low growth temperature of QW, a method of introducing thin A10.1Ga0. 9As spacers in both sides of QW and growth stopping in the transition of different temperatures was proposed. By optimizing the thickness of spacer layers, the full width at half maximum (FWHM) of InGaAs QW was only 23 meV. Based on the optimized epitaxial parameters, high power laser diodes were grown by MOCVD, and then a ridge type device of 95 μm-strip-width and 4 mm-cavity-length was fabricated. Due to the insurance of the epitaxial material quality, the output power can reach 23.6 W at 30 A without any catastrophic optical damage (COD), while no active cooling measures were taken.

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期刊信息
  • 《半导体光电》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:信息产业部
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第四十四研究所(重庆光电技术研究所)
  • 主编:江永清
  • 地址:重庆市南岸区南坪花园路14号
  • 邮编:400060
  • 邮箱:soe@163.net
  • 电话:023-65860286
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-5868
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1092/TN
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 重庆市首届十佳期刊称号,1999年,信息产业部1999-2000年度优秀电子期刊称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:5924