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(shù)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(guān)。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(nèi)部載流子的填充效應(yīng)。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(diào)諧，調(diào)諧范圍為10～15 nm，平均調(diào)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(diào)諧過程中，利用填充介質(zhì)的禁帶寬度與溫度的關(guān)系實現(xiàn)激射波長的調(diào)諧，調(diào)諧范圍與有源層內(nèi)的介質(zhì)種類有關(guān)。實驗中，在CW模式下，電流設(shè)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(diào)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(diào)諧速度為0.59 nm/℃，調(diào)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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