- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
[2019年IEEE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) - 间隔层厚度对短波长垂直堆叠InP/AlGaInP量子点激光器光学特性的影响
摘要： 基于量子点（QD）的半导体激光器是众多应用中广泛使用的光源。其独特优势在于离散能级带来的低阈值电流密度、高特征温度和高微分材料增益。由于发射光谱范围为630纳米至780纳米[1]，(AlxGa1?x)0.51In0.49P（AlxGaInP）势垒中自组装的InP量子点备受关注。然而受限于低量子点密度、低能态密度和小光学限制因子，单层量子点在激光结构中只能提供较低的光学模增益，从而限制了激光器性能。同时AlGaInP材料较弱的载流子限制特性使器件对工作温度更为敏感。解决上述问题的方案之一是通过垂直堆叠量子点层来提高量子点密度。在堆叠量子点中，量子点层间间隔层厚度是需要重点考虑的关键参数之一[2]。本报告研究了660纳米发射波长附近垂直堆叠InP/AlGaInP量子点激光器中间隔层厚度对光学特性的影响。如图1(a)所示，所研究的激光结构采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在n型(100)晶向[111]A方向偏6°的GaAs衬底上生长，外延生长温度为710°C、压力100 mbar，使用标准前驱体。自下而上依次包含：100纳米厚GaAs:Si缓冲层、50纳米厚GaInP:Si层和1微米厚AlInP:Si光学限制层。InP量子点有源区生长于2×10纳米厚Al0.10GaInP势垒中央，并被2×150纳米Al0.55GaInP波导层包围。p侧结构与n侧类似，但掺杂剂改为锌。我们比较了三种有源区结构的光学特性：单量子点层、间隔层为6纳米和10纳米的双量子点层。通过分段接触法测得电泵浦模吸收光谱如图1(b)所示，表明较厚间隔层因铝基材料引入额外内部吸收损耗，而较薄间隔层结构因更强的应变效应和增大的隧穿率导致上层大尺寸量子点吸收更强。室温下测得饱和峰值净模增益值（图1(c)）显示：6纳米间隔层结构与10纳米间隔层结构分别为68.5 cm?1和57.8 cm?1，分别是单层量子点激光器的1.56倍和1.32倍。较小间隔层结构更高的增益值还归因于更高的隧穿概率和更短的隧穿时间。
关键词： 光学特性，磷化铟/铝镓铟磷，间隔层厚度，量子点，半导体激光器
更新于2025-09-12 10:27:22
-
InAs/InP量子点在室温下的双态激光
摘要： 研究了连续波电偏置电流下InAs/InP量子点激光器在室温下的双态激射条件。发现适度减小量子点堆叠中的间隔层厚度并增加量子点尺寸离散度可促进激发态激射，其物理机制源于瓶颈效应增强和非均匀展宽增大。此外，理论证明具有高非均匀展宽的基态激射在高偏置电流下可能导致高相位和强度噪声。因此，适当的间隔层厚度与适当的非均匀展宽对基态和/或激发态激射至关重要，这有助于激光器几何结构的优化设计。
关键词： 双态激光、间隔层厚度、室温、InAs/InP量子点、非均匀展宽、点尺寸离散、强度噪声、连续波电偏置、瓶颈效应、相位噪声
更新于2025-09-11 14:15:04