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可切换多色溶液法制备量子点激光器
摘要： 本文首次实现了基于溶液工艺的可切换双色量子点激光器，通过选择性能量接触同时具备共腔发射与单波长独立激射能力。该器件两大通道可独立调制，这一特性对高速数据传输至关重要。研究采用活性层叠加不同半径量子点的方法获得多波长发射，并利用工艺成熟、成本较低的溶液法制备不同尺寸量子点。所提出的器件结构中，量子阱作为独立的选择性能量接触层，用于调控目标波长的激射通道，使器件既能实现双波长同步激射，也可仅输出单一波长激光?；诹孔拥隳芗斗蔷日箍恚ㄓ沙叽绶植嫉贾拢┘巴ü≡裥阅芰拷哟サ脑亓髯铀泶┳⑷胄в?，我们建立了改进速率方程模型进行性能仿真。模拟结果表明：通过在单谐振腔内叠加两种尺寸的InGaAs量子点并构建选择性能量接触，成功实现了1.31μm与1.55μm双波长共腔激射或任一波长独立激射；通过调控量子点覆盖度可精确管理目标波长的输出功率与调制响应特性。该方案为采用简易溶液工艺实现可切换量子点激光器迈出了关键一步。
关键词： 溶液法工艺技术、高速数据传输、多波长激光发射、量子点激光器、选择性能量接触
更新于2025-09-23 15:21:01
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分布式反馈腔中的多波长胶体量子点激光器
摘要： 采用复杂光栅结构和柔性基底可实现多波长胶体量子点（CQD）激光器。该结构通过干涉光刻法制备出具有渐变周期的矩形腔体作为分布式反馈腔，再利用旋涂技术在该腔体表面沉积一层致密排列的CQD薄膜。研究对比了不同分布式反馈腔体结构的CQD激光器性能，最终基于柔性矩形腔实现了多波长激射。
关键词： 灵活、可调谐、分布式反馈、量子点激光器、多波长
更新于2025-09-23 15:21:01
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量子点半导体激光器中与温度相关的线宽再展宽
摘要： 我们通过实验与理论分析研究了温度对磷化铟量子点（QD）激光器线宽的影响。光谱峰值的半高全宽（FWHM）强烈依赖于泵浦电流，并在高注入水平下重新展宽。研究表明，随着温度升高，这些效应会被放大。通过采用包含激发态（ES）和基态（GS）并考虑详细平衡散射速率的量子点激光器模型，我们能够定性复现实验观测数据，从而证明相对简单的量子点激光器模型即可捕捉这种复杂行为。此外，我们还引入了随温度变化的能带隙缩减参数以拟合数据，并表明该效应会增强高温下的重新展宽现象。
关键词： 固态物理学，线宽，量子点激光器
更新于2025-09-19 17:13:59
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8层λ~1.3μm InAs/GaAs量子点激光器的温度无关性能
摘要： 我们报道了在脉冲和连续波（CW）工作模式下发射1.3微米波长的高性能大面积八层InAs/GaAs量子点激光器（QDLs）。研究了所制备激光器在不同温度下的工作特性，包括发射波长、输出功率、阈值电流密度、微分量子效率和特征温度。对于100微米宽、1毫米腔长的器件，在1 kHz频率、5%占空比的脉冲模式下获得100 mW输出功率，连续波模式下为49 mW。该器件在室温下两种工作模式的阈值电流密度均为56 A/cm2，在343 K时分别升至71 A/cm2（脉冲模式）和80 A/cm2（连续波模式）。在298 K至343 K温度范围内，计算得出脉冲和连续波模式的阈值特征温度分别为166 K和119 K，斜率效率特征温度分别为2061 K和408 K。该激光器在脉冲和连续波模式下的微分量子效率分别为41%和32%。观测显示该器件在298 K至343 K温度范围内表现出可忽略的温度依赖性。
关键词： 特征温度、量子点激光器、微分量子效率、半导体激光器
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于InP的1.3微米量子点激光器在(001)硅衬底上的MOCVD生长
摘要： 量子点与量子线（QDash）激光器相比传统量子阱激光器具有更低的阈值电流、更小的温度敏感度以及更大的调制带宽。对于在硅衬底上单片生长的III-V族激光器而言，这些三维量子结构更强的载流子限制效应和离散分布特性，增强了其对异质外延产生的材料缺陷的耐受性。本研究报道了采用金属有机化学气相沉积法，在柔性InP/Si衬底上直接生长的1.3微米波段InAs/InAlGaAs/InP量子线激光器。在脉冲电泵浦条件下，我们在纳米V形槽图案化及未图案化的平面(001)硅衬底上均实现了室温激射，其阈值电流密度低至1.05千安/平方厘米。本文对比了这两种InP/Si模板上生长的激光器在材料质量和器件性能方面的差异。研究结果表明，利用已开发的硅基InP虚拟衬底上的同种InAs/InP量子线材料体系，有望实现数据通信与电信激光器在硅基平台上的集成。
关键词： 基于磷化铟、硅、金属有机化学气相沉积、量子点激光器、1.3微米
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 用于T波段通信的大规模阵列波导光栅路由器
摘要： 带宽超过100纳米，整个T波段可由三个不同的增益芯片覆盖。如图3所示，该增益芯片在800毫安注入电流下可实现高达190毫瓦的高功率输出，工作温度可超过95摄氏度，预估寿命超过10^6小时。采用量子点增益芯片制备了SOA?？?。T波段（1000-1260纳米）提供超过60太赫兹的带宽，比C波段和L波段的总和还要宽。配置了使用三级阵列波导光栅实现T波段和O波段的大规模光子路由器。
关键词： 量子点激光器、光通信、阵列波导光栅、T波段、AWGR
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 直接生长在硅上的1310纳米单片无源锁模量子点激光器的脉冲时序与振幅稳定性
摘要： 直接在硅衬底上生长、发射波长为1310纳米的被动锁模（PML）InAs/InGaAs量子点（QD）激光器，是高速大容量通信应用中极具前景的光源。为克服硅的低发光效率问题，量子点直接在硅上生长[1]。其超快载流子动力学特性、宽带增益谱以及易于饱和的增益与吸收特性，使得近期研究成功实现了超短光脉冲的产生[2]。该量子点激光器外延层采用固态源分子束外延技术，在带有45纳米磷化镓缓冲层的轴向（001）硅衬底上完成生长[3]。本文实验研究了由五叠层InAs/InGaAs量子点阱结构组成的被动锁模量子点激光器的脉冲序列稳定性。激光器总长度设计为4.5毫米，其中可饱和吸收区占比18%，增益区与吸收区间距为10微米。该激光器以9.4吉赫兹重复频率（RR）发射光脉冲序列。图1a展示了脉冲间时序抖动（TJ）σpt p = 0.5 [4]，其中Δν为射频（RF）谱线宽，ν0为重复频率。时序抖动通过时序相位噪声（TPN）功率谱密度（PSD）[5]随吸收区反向偏压及增益电流的变化计算得出。在多数偏置条件下可观测到约100飞秒至200飞秒的低时序抖动值。在脉冲宽度低于5皮秒的最短脉冲区间（略高于激射阈值且增益电流低于120毫安），获得极低时序抖动值（紫色编码）。当增益电流为105毫安、吸收区反向偏压为0.6伏特（略高于激射阈值）时，测得最低时序抖动9飞秒（-3分贝基频拍频线宽400赫兹），对应TPN PSD如图1b所示。光脉冲序列幅度抖动（AJ）量化为脉冲强度变化的相对标准偏差[6]。如图1c所示，在增益电流低于120毫安及高电流低可饱和吸收区电压条件下（紫色编码），获得低于5%的幅度抖动值，表明激光器运行高度稳定。图1d展示非线性强度自相关信号，显示在125毫安增益电流与2.6伏特吸收区反向偏压下获得最短解卷积脉冲宽度1.7皮秒，对应时频带宽积为1.1。除增益电流超过140毫安且吸收区反向偏压低于0.6伏特的微小参数区间（此时脉冲宽度为10-18皮秒）外，其他所有偏置条件下均获得小于10皮秒的脉冲。实验首次报道了单片集成被动锁模硅基InAs/InGaAs量子点激光器稳定产生光脉冲序列，其最短脉冲宽度达1.7皮秒，最低时序抖动9飞秒（400赫兹拍频线宽），相对幅度抖动可忽略不计。
关键词： 时序抖动、硅、量子点激光器、振幅抖动、锁模
更新于2025-09-16 10:30:52
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硅衬底上生长的InAs量子点位错处的非辐射复合
摘要： 我们研究了失配位错对生长在硅衬底上的InAs量子点（QDs）发光的影响。通过结合电子沟道对比成像与阴极荧光映射技术，定位失配位错并利用近红外光发射谱表征由此产生的载流子非辐射复合效应。采用5千伏电子束探针时发现：浅层量子点有源层中典型失配位错导致的暗线缺陷宽度约为1微米，在室温下会引起40%-50%的峰值发射强度损失。值得注意的是，在低温条件下，这些位错对量子点基态和第一激发态发射的影响显著小于第二激发态发射。同时，暗线缺陷宽度（该参数部分关联系统内的载流子扩散过程）在10K-300K温度范围内保持相对恒定。研究结果表明：量子点润湿层中的载流子动力学过程控制着位错处的发光强度损失，且这些缺陷仅在载流子从量子点热化进入润湿层的概率显著的温度区间才会降低发光效率。我们探讨了这些发现对在硅基上生长耐位错、可靠量子点激光器的启示意义。
关键词： 硅衬底、非辐射复合、量子点激光器、砷化铟量子点、阴极发光、失配位错
更新于2025-09-16 10:30:52
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自锁模量子点激光器的射频分析
摘要： 我们通过数值研究并在实验上证实：单段式InAs/InGaAs量子点激光器会随注入电流变化，从非锁模多模发射转变为自锁模发射。在此转变过程中，射频拍频频谱线宽以及通过所有模式综合相对强度噪声量化的模式功率波动均显著降低。观测到线宽从数百MHz降至1MHz以下，最低值可达20kHz。实验与模拟结果在定性和定量上均高度吻合。
关键词： 量子点激光器、自锁模、相对强度噪声、半导体激光器、射频线宽
更新于2025-09-16 10:30:52
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单片可调谐InAs/InP宽带量子点激光器
摘要： 基于InAs/InP啁啾有源区介质的双段量子点激光器结构被研究作为单片宽带可调谐激光器。针对三个调谐参数（即注入电流、腔长、吸收体与器件长度比）对光功率-注入电流（L-I）特性及光谱特性（特别是波长可调谐性和带宽展宽）的影响进行了全面参数分析。在中L波段（约1600至约1620纳米）窗口实现了约20纳米的总发射波长可调谐性，并使3dB带宽提升约2倍。此外，在近室温条件下观察到该双段InAs/InP量子点激光器件以L-I曲线迟滞形式呈现的光学双稳态。进一步研究发现吸收体长度与迟滞环宽度存在直接关联，最大值达约40毫安——这为快速光开关和调制应用提供了潜在平台。最后，该双段结构还被提出并研究作为单片双段接触光谱整形器，通过调控激光光谱轮廓实现平顶特性并有效增加光谱3dB带宽。通过适当调节器件两段的电流密度分布，最终将最大3dB带宽从约7纳米提升至约20纳米。
关键词： 光学双稳态、可调谐激光器、L波段激光器、宽带激光器、量子点阵激光器、多段激光器、量子点激光器、双段激光器
更新于2025-09-16 10:30:52