高亮度、低垂直发散角GaSb基布拉格反射波导半导体激光器研究

项目名称： 高亮度、低垂直发散角GaSb基布拉格反射波导半导体激光器研究

项目编号： No.61404138

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 汪丽杰

作者单位： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

项目金额： 28万元

中文摘要： 高功率GaSb基中红外半导体激光器在气体检测、光电对抗、塑料焊接及医疗等领域具有广阔的应用前景，但传统器件面临垂直发散角高达60度以上、亮度低的问题，严重限制了其应用发展。为解决这一难题，本项目提出在GaSb基半导体激光器的垂直方向采用布拉格反射波导结构，利用光子带隙效应取代传统的全反射进行光场限制，获得大模式体积、稳定单模工作，从而有效降低垂直发散角。同时，本项目还采用以下新结构：有源区采用高应变InGaAsSb量子阱和高带隙AlGaAsSb势垒材料，增强空穴限制，提高内量子效率；异质结界面采用3层组分渐变、调制掺杂技术降低势垒获得小的串联电阻；减小p型布拉格反射波导的厚度，降低器件的热阻和内部损耗；侧向采用锥形结构，提高输出功率和光束质量。通过上述材料结构设计、高质量外延生长和器件制备，在2.3μm波长实现高亮度(连续>0.4W，脉冲>1W，垂直发散角<15度)的激光输出。

中文关键词： 半导体激光；锑化物半导体激光；布拉格反射波导；低发散角；高亮度

英文摘要： High power GaSb-based diode lasers in the mid-infrared wavelength range are of great importance for many applications such as gas detection, optic-electronic countermeasure, plastic welding, as well as medical diagnostics. However, conventional GaSb-b

英文关键词： diode lasers；GaSb-based diode laser；Bragg reflection waveguide；low divergence；high brightness