【摘 要】
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GaSb基双极级联新结构量子阱激光器可以有效提高器件输出功率,改善器件特性,近年来受到广泛的关注。本文针对高质量的aSb基锑化物材料生长和特性表征作了较细致的研究工作,在
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GaSb基双极级联新结构量子阱激光器可以有效提高器件输出功率,改善器件特性,近年来受到广泛的关注。本文针对高质量的aSb基锑化物材料生长和特性表征作了较细致的研究工作,在超薄层外延生长,量子阱结构的优化设计等方面取得了一些进展。在此基础上对InGaAsSb双极级联新结构量子阱激光器结构进行了理论优化设计,取得了如下结果:理论上分析了GaSb基材料的基本性质,采用线性插值法计算了InGaAsSb、AlGaAsSb四元体系的晶格常数、禁带宽度、折射率,并利用分子束外延(MBE)技术对GaSb、InSb以及InGaAsSb/AlGaAsSb/GaSb多量子阱材料的外延生长进行了深入的研究,分析了生长温度、生长速度、Ⅴ/Ⅲ束流比、掺杂及生长速率等一些重要工艺参数对材料特性的影响。优化了量子阱激光材料生长的最佳工艺条件,利用RHEED,X射线双晶衍射,光荧光谱对材料进行了检测与分析。并成功地获得了高质量的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构材料。在此基础上讨论了大功率半导体激光器目前存在的主要问题和限制,针对这些限制,提出新结构量子阱激光器的工作机理,对InGaAsSb双极级联新结构量子阱激光器(λ=2.0μm)结构进行了理论优化设计,通过加入隧道结使多个有源区串联在一起,来提高半导体激光器的微分量子效率,降低阂值电流,改善光束质量,提高器件功率。
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