摘要：环形半导体发光器件因其独特的环形结构设计,在光通信、量子信息处理、显示技术及生物医学成像等多个领域展现了广泛的应用前景。环形结构通过优化光反馈和光提取路径,提高了器件的发光效率、降低了阈值电流,并显著增强了频率调制带宽。本文首先综述了环形半导体发光器件的工作原理与不同类型的器件,包括环形激光器、环形LED和光梳光源等。接着,本文讨论了环形半导体发光器件的材料选择和制造工艺对性能的影响,重点介绍了高品质因子结构的实现途径以及量子结构在提高光学性能中的作用。最后,本文展望了环形半导体发光器件在未来光电子技术、量子信息系统和精密测量中的应用潜力,强调了其在推动高效光源和集成光电子系统发展中的重要作用。Circular Semiconductor Light Emitting Devices have shown broad application prospects in various fields such as optical communication, quantum information processing, display technology, and biomedical imaging due to their unique circular structure design. The circular structure improves the luminescence efficiency of the device, reduces the threshold current, and significantly enhances the frequency modulation bandwidth by optimizing the optical feedback and extraction paths. This article first summarizes the working principle of ring Semiconductor Light Emitting Devices and different types of devices, including ring lasers, ring LEDs, and comb light sources. Next, this article discusses the influence of material selection and manufacturing processes on the performance of ring-shaped Semiconductor Light Emitting Devices, with a focus on the implementation of high-quality factor structures and the role of quantum structures in improving optical performance. Finally, this article looks forward to the potential applications of circular Semiconductor Light Emitting Devices in future optoelectronic technology, quantum information systems, and precision measurement, emphasizing their important role in promoting the development of efficient light sources and integrated optoelectronic systems.

摘要：为了提高GaSb基激光器腔面膜的反射率,根据有关薄膜设计理论并借助薄膜设计软件,设计出激光器腔面膜膜系.使高反膜在2.0～3.5 μm波段的理论反射率高于95％;增透膜在波长为2.5 μm处的理论透射率高于99％.并经过反复实验操作比较了实验与理论设计反射率曲线,结果表明,实验所得反射率能达到实际应用的要求.除此之外,还通过比较各种材料的特性,讨论了薄膜材料的选取.

摘要：针对高功率1060 nm半导体激光器的外延结构,分析了影响器件功率进一步提高的原因.根据分析,优化了激光器的量子阱结构和波导结构,并理论模拟了波导宽度对模式和输出功率的影响.根据不同模式的光场分布,对量子阱有源区的位置进行了优化,并设计了非对称、宽波导结构.对不同模式的限制因子进行了计算,结果表明,优化后的非对称波导结构能够在降低基模的限制因子的同时,增加高阶模式的损耗.

摘要：由于在很多特殊应用领域要求980 nm泵浦源半导体激光器具有光谱稳定、低功耗等,本文通过对980nm单模半导体激光器的腔长、腔面反射率及光纤光栅反射率等优化设计,研制出低阈值、高功率980 nm光纤光栅外腔波长稳定半导体激光器。该低功耗、波长稳定的单模半导体激光器,在100 m A工作电流下尾纤输出功率达到51 m W,3 d B带宽为0.16 nm,边模抑制比大于40 d B,器件在250 m A工作电流下,尾纤输出功率达到120 m W。

摘要：根据分布布拉格反射镜(DBR)的工作原理,优化量子阱(QW)和DBR结构,采用Crosslight计算机模拟软件模拟了垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的反射谱和QW增益谱,确定QW组分、厚度以及DBR的对数。采用分子束外延技术外延生长并制备了850nm顶发射VCSEL。测试结果表明,阱宽为5nm的In_(0.075)Ga_(0.925)As/Al_(0.35)Ga_(0.65)As QW,在室温下激射波长在840nm左右,设计的顶发射VCSEL结构通过Ocean Optics Spectra Suite软件验证,得到室温下的光谱中心波长在850nm附近,证实了结构设计的正确性。

摘要：在理想情况下,单光子是由量子点单光子源发光产生的。量子点单光子发射器件的制作主要利用自组织生长方法在图形衬底上结合光学微腔结构实现。采用金字塔形衬底制备量子点可实现量子点的高定位生长,该方法易于制备和隔离单光子源量子点。利用金字塔形衬底不但可以解决多个量子点占据同一个位置的问题,而且在金字塔形衬底上制备的量子点有利于光子的发射和收集。

摘要：研究分析了980nm半导体激光器的腔面温度特性。半导体激光器腔面光学灾变损伤(COD)是限制器件寿命和高功率输出的主要因素,通过分析腔面热源,建立腔面温度分布模型,分析了腔面温度场分布。设计了以金刚石为钝化膜的腔面增透膜和高反膜,模拟和对比了镀有金刚石钝化膜与未镀金刚石钝化膜的980nm半导体激光器腔面温度特性。分析结果表明,镀有金刚石钝化膜比未镀金刚石钝化膜的器件的腔面温度低9.0626℃。因此在980nm半导体激光器腔面镀金刚石钝化膜能够有效降低腔面温度,提高腔面COD阈值。

摘要：1064nm分布布拉格反射(DBR)半导体激光器具有窄线宽、输出稳定的特性,在自由空间激光通信用种子光源等方面具有广阔的应用前景。设计了一种单模、窄线宽的1064nm DBR半导体激光器,利用金属有机化合物气相沉积技术生长出InGaAs应变量子阱半导体激光器材料,并制备出腔长为1200μm的脊型波导1064nm DBR半导体激光器。当注入电流为70mA时,室温下该激光器的连续输出功率可达到7mW,3dB光谱线宽为0.12nm。

摘要：提升宽条形半导体激光器水平方向激射光输出的光束质量,改善宽条形半导体激光器的工作特性,一直是大功率、高亮度宽条形半导体激光器器件工艺研究的难点。基于激射光在无源波导内的衍射原理制备宽条形半导体激光器的模式滤波结构,利用AlxNy绝缘介质薄膜应力使基底半导体材料带隙变化的原理制备无吸收无源波导。将两者结合,设计制备了带有无吸收模式滤波器结构的宽条形半导体激光器,使器件平均最大输出功率提高49%,垂直发散角达20.6°,水平发散角达3.3,°3500 h老化实验,其千小时退化率小于0.085%。

摘要：2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967~2033 nm)。