摘要：光栅结构的设计和制作直接决定了分布反馈（DFB）半导体激光器光电特性的优劣。采用传输矩阵法模拟了不同光栅耦合因子下随机相位对均匀光栅DFB芯片特性的影响,获得了芯片的光电参数分布。通过分析耦合因子对芯片光电参数分布的影响,提高了DFB芯片的成品率。设计并制备了基于Al Ga In As材料体系的脊波导DFB激光器,最终使芯片双峰比例仅为7.7%、成品率达到60%。对合格品在-40~105℃下的P-I特性和在-40~85℃下的光谱进行了测试,结果表明芯片性能优良,芯片远场发散角为25°和21°。芯片的小信号频带响应和眼图测试结果表明芯片完全满足2.5 Gbit/s的应用要求。

摘要：理论分析了工作温度对大功率激光二极管的工作波长、电光效率和器件寿命等的影响,采用波长补偿、高特征温度无铝材料设计外延和一体化烧焊等技术,设计制作了808 nm准连续波（QCW）高温激光器阵列。在热沉温度70℃的工作条件下,80 A单条输出功率大于65 W,20℃-70℃范围内特征温度T0达到145 K。10叠层阵列电光效率达到53%,工作寿命大于109次脉冲。

摘要：设计了一种1 550 nm波长分布反馈(DFB)激光器芯片,分析了有源区材料和波导结构对芯片参数的影响。分析了影响输出功率和相对强度噪声(RIN)的因素,并进行了实验对比。通过对芯片材料结构和波导结构的优化设计提升了芯片效率、降低了RIN;通过优化腔长与量子阱总增益之间的匹配参量及对光波导的优化设计,提高了芯片注入饱和点;通过提升注入水平提高了芯片输出功率。芯片测试结果显示,25℃时阈值电流为13 mA,斜率效率为0.38 W/A,输出功率为102 mW@300 mA,边模抑制比为51 dB@50 mW,RIN为-160 dB/Hz@300 mA。该芯片具备高输出功率、低RIN、低阈值电流、高斜率效率的特点。

摘要：针对外腔窄线宽激光器应用设计了一款半导体增益芯片,分析了斜率效率和增益谱特性,由于封装后增益峰红移会造成器件输出功率下降,指出设计中芯片的增益峰需偏离激光器激射波长。通过优化量子阱结构及材料应力,提高了芯片的斜率效率。为了降低芯片自身法布里-珀罗(FP)腔谐振效应,采用弯曲波导配合磁控溅射四层增透膜工艺,使芯片出光端面的有效反射率明显降低,提高了窄线宽激光器输出波长的稳定性。所设计芯片采用1%压应变量子阱材料,量子阱厚度为7.5 nm,量子阱数量为3个,芯片波导与解理面法线呈6°夹角。通过半导体流片工艺完成掩埋结芯片制作,并进行窄线宽激光器封装及测试,实现了1550 nm波段高效稳定的窄线宽激光输出。

摘要：通过激光二极管速率方程模拟得出了优化芯片高频性能的基本途径,权衡直流特性和实际生产过程,对腔面反射率、腔长和量子阱结构进行了优化。建立激光二极管小信号等效电路模型,对芯片寄生网络进行了优化。测试了25-125℃下芯片的P-I特性,25℃时芯片的阈值电流仅为7.4 m A;芯片温度为25-45℃时,特征温度为102 K;芯片温度为105-125℃时,特征温度为57 K。在25和85℃时,激光二极管在直流偏置30 m A的3 d B频带响应分别为12.8和10.4 GHz。芯片被封装为光发射次模块（TOSA）后,-40,25和85℃下的眼图均满足10 Gbit/s光通信系统的应用要求。

摘要：二极管是定向检波器的重要组件,提高定向检波器的检波灵敏度,需要降低二极管的开启电压。而平面掺杂势垒(PDB)二极管具有极低的势垒高度,适合制作定向检波器。设计了GaAs平面掺杂势垒二极管的材料结构,并采用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)方法对其进行外延生长。对PDB二极管的物理模型进行了理论分析。通过模拟计算和实验分析了本征层厚度和p层的面电荷密度对PDB二极管I-V特性的影响。通过实验设计优化了材料结构参数,测试了其I-V特性,使PDB二极管的开启电压降低到了0.06 V,将此样品应用到定向检波器中测得检波灵敏度为20~25 mV/mW。

摘要：研制了一款大功率900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器。针对高功率900 nm隧道级联激光器存在的光学灾变损伤(COD)和工作电压高等问题,通过Lastip软件和波导模拟软件,设计并优化了900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器的材料结构。对比扩展波导激光器结构的性能,超大光腔结构提高了三叠层隧道级联激光器输出光功率,降低了工作电压。采用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长了900 nm三叠层隧道级联激光器材料,并制作成条宽200μm、腔长800μm的激光器芯片,采用金属管壳封装制成激光器单管。测试结果表明,室温下,在频率10 kHz、脉宽100 ns、工作电流30 A时,器件输出功率约85 W,室温条件下器件老化595 h,输出功率基本不降低。

摘要：设计制作了适用于无致冷工作的通讯用1.3μm量子阱激光器材料,并制作成单模芯片进行特性分析研究。采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺生长了AlGaInAs/InP应变补偿量子阱材料,采用此外延材料制作的脊宽为2.5μm脊形波导结构FP单模激光器芯片,解理为250,500和750μm不同腔长,进行了内部参数提取,内量子效率ηi为76%、内损耗αi为7.06/cm、模式增益Γg0为81.90/cm、透明电流密度Jtr为1 045 A/cm2。对250μm腔长管芯镀膜,进行电光特性测试,室温性能指标为:阈值电流Ith<10 mA,斜率效率η=0.6 W/A,达到国际同类产品水平,实现1.3μm FP材料国产化。

摘要：目前808nm高效率激光二极管产品的转换效率只有50%左右,还有很大的提升空间。通过提高欧姆接触层浓度、界面渐变和波导层掺杂等方面的外延材料结构优化,减小附加电压和电阻值,设计制作了808nm大光腔应变量子阱外延材料;并制作了200μm发光区标准单管,提取了材料内部参数,材料内损耗iα为0.67cm-1,内量子效率iη为0.88;将圆片解理成2mm腔长的巴条进行腔面镀膜,并烧结成标准单管,25℃下单管电光效率达到61.1%;将巴条烧结到微通道载体上,制作成标准微通道水冷单条阵列,水温15℃110A下输出光功率126.6W,电光转换效率62.77%。

摘要：为获得高功率的太赫兹共振隧穿器件,优化设计了AlAs/InGaAs/AlAs共振遂穿二极管材料结构,在国内首次采用MOCVD设备在半绝缘InP单晶片上生长了RTD外延材料。利用接触光刻工艺和空气桥搭接技术,制作了InP基共振遂穿二极管器件。并在室温下测试了器件的电学特性:峰值电流密度>400kA/cm2,峰谷电流比(PVCR)>2.4。