GaAIAs／GaAs非均匀阱宽多量子阱超辐射发光管材料制备及表征.pdfVIP

维普资讯 第28卷 第6期 发 光 学 报 Vo1．28 No．6 2007年 12月 CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCE Dec．．2007 文章编号：1000—7032(2007)06-0885-05 GaAIAs／GaAs非均匀阱宽多量子阱超辐射 发光管材料制备及表征 李 梅 ，李 辉，王玉霞，刘国军，曲 轶 (长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022) 摘要 ：超辐射发光二极管(SLD)具有不同于半导体激光器和普通发光二极管的优异性能。为了制备高功率 半导体超辐射发光管，并且得到比较大的光谱宽度 、大的单程增益和抑制电流饱和，我们研究设计了具有850 nm辐射波长的GaA1As／GaAs非均匀阱宽多量子阱超辐射发光二极管结构，采用分子束外延 (MBE)方法进 行了材料制备。同时利用x射线双晶衍射，变温(10～300K)光致发光 (PL)等方法检测分析了外延薄膜的结 构和光电特性。在光致发光谱线中我们得到了发射波长850rim的谱峰，谱峰范围跨跃800～880rim ，双晶回 摆曲线结果显示了设计的结构得到实现。在注入电流 140mA时，器件输出光谱的半峰全宽可以达到26rim， 室温下连续输出功率达到6mw。 关 键 词：超辐射发光二极管；非均匀阱宽多量子阱；光致发光 中图分类号：0482．31 PACC：3250F；7855 文献标识码：A 出光子，这种 自发辐射的光子在给定的腔体中传 l 引 言 播时经历了受激增益。在器件的后端面处存在一 超辐射发光二极管 (SLD)是近些年发展起来 定的反射，但不提供反馈 ¨。 的一种半导体发光器件。SLD是一种以内部单程 目前研制的超辐射发光管都是在激光器的基 增益为特征的光发射器件，是非相干光源。具有 础之上，通过各种手段来抑制光振荡，尽可能地减 不同于半导体激光器和普通发光二极管的优异性 少光的反馈 ，实现超辐射发光。如采用在非出光 能。与半导体激光器相比，超辐射发光二极管有 端制作吸收区；使光输出端面倾斜；在光输出面蒸 更宽的发光光谱和更短的相干长度，可以显著地 镀抗反射膜及在光腔后部做一个抗反射的窗口结 降低 由光纤瑞利散射和非线性光克尔效应等引起 构等方法 ，使向后传输的光在该区内散射开，仅有 的噪声以及光纤传输的模式噪声 ¨。]。与一般的 少量被反射 回腔 内，因而只有极少光能返 回有 发光二极管相比，超辐射发光管的输出功率更高， 源区 。 发散角更小，耦合效率更高以及响应速度更快。 随着光纤陀螺技术的发展，对宽光谱光源性 因此在很多领域如：光时域反射仪(OTDR)、局域 能要求也不断提高，即对其功率指标有较高要求 网(LAN)、光学相干层析成像技术、光波分复用 的同时，也希望其光谱宽度越宽越好 。为此提高 (WDM)系统、光处理技术等领域 ，得到了广泛的 光谱宽度成为超辐射器件研究的另外一个 目标。 应用。由于以上这些优点使得超辐射发光二极管 叠加具有不同发光 中心波长有源层 ；级联各种 成为光纤陀螺 (FOG)、光纤传感 的首选最佳 不同发光中心波长有源层 ；利用量子阱不同子 光源。 能级之间的跃迁发射光谱的叠加来增加谱宽 ； SLD其工作原理基本上和LED相似。在正 采用不同阱宽双量子阱结构 等。这些方法的 向电流的注入下，有源层 内反转分布的电子从导 基本思想都是利用不同发光波长介质的叠合来增 带跃迁到价带或杂质能级时，与空穴复合而