1.3μm波段InAs/GaAs量子點激光器性能研究
利用氣態(tài)源分子束外延技術在GaAs襯底上生長InAs量子點材料,研制出激射波長為1.3 μm波段由5層量子點組成的3 mm腔長、3 μm脊條寬度的InAs/GaAs量子點激光器。
量子點激光器的激射波長是由有源區(qū)量子點的能級決定的,而能級又與它的生長尺寸相關。尺寸的不均勻,會導致器件能夠激射的波長范圍很寬。 改變激光器的注入電流大小,實際上是改變器件內部載流子的填充效應。也就是說,隨著外加電流的持續(xù)注入,載流子濃度升高,基態(tài)強度飽和,使得載流子逐漸向更高能級填充,出現(xiàn)高能激發(fā)態(tài)激射。圖2為20 ℃時,InAs/GaAs量子點激光器光譜隨注入電流變化的變化情況。 ![]() 通過增大注入電流,電流變化范圍為100~300 mA,實現(xiàn)了器件光譜的電流調諧,調諧范圍為10~15 nm,平均調諧速度為0.5 nm/mA。激射譜開始展寬、藍移且光強度逐漸變大。 在溫度調諧過程中,利用填充介質的禁帶寬度與溫度的關系實現(xiàn)激射波長的調諧,調諧范圍與有源層內的介質種類有關。實驗中,在CW模式下,電流設定為200 mA。通過提高工作溫度,變化范圍為18~40 ℃,實現(xiàn)了器件光譜的溫度調諧,如圖3所示。 ![]() 隨著工作溫度上升,器件激射光譜逐漸往長波方向移動,發(fā)生紅移現(xiàn)象,平均調諧速度為0.59 nm/℃,調諧范圍為15~20 nm。同時,激光器的損耗增加,量子效率降低,凈增益減小,激射譜光強度逐漸減弱。 2.2功率輸出特性 在CW模式下,溫度為20 ℃,脊條寬度為3.0 μm,腔長為3.0 mm的InAs/GaAs激光器I-P、I-V曲線,如圖4所示。在閾值電流下,激光器輸出功率斜效率為115 mW/A,輸出功率達到30 mW。 ![]() |

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