2 μm InGaSb/AlGaAsSb量子阱激光器理想因子的研究

李翔; 汪宏; 乔忠良; 张宇; 徐应强; 牛智川; 佟存柱; 刘重阳

doi:10.3788/IRLA201847.0503001

2 μm InGaSb/AlGaAsSb量子阱激光器理想因子的研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0503001

1.
新加坡南洋理工大学电子与电气工程学院,新加坡 639798;
2.
新加坡南洋理工大学淡马锡实验室,新加坡 637553;
3.
中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室,北京 100083;
4.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,吉林长春 130033;
5.
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

基金项目:

新加坡国家研究基金会（NRF-CRP12-2013-04）;国家自然科学基金（61790581，61790582，61435012，61308051）

详细信息

作者简介:
李翔(1989-),男,博士生,主要从事红外半导体激光器方面的研究。Email:E140151@e.ntu.edu.sg

中图分类号: TN248

Investigation on ideality factor of 2 μm InGaSb/AlGaAsSb quantum well laser

1.
School of Electrical and Electronic Engineering,Nanyang Technological University,Singapore 639798;
2.
Temasek Laboratories,Nanyang Technological University,Singapore 637553;
3.
State Key Laboratories of Superlattices and Microstructures,Institute of Semiconductors,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100083,China;
4.
State Key Lab of Luminescence and Applications,Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China;
5.
The National Key Laboratory on High Power Semiconductor Lasers,Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China

摘要: 展示了一种低阈值（~131 A/cm2）2m InGaSb/AlGaAsSb单量子阱（Single Quantum Well，SQW）激光器，并对该激光器的理想因子n进行了研究。激光器的总体理想因子n由中央pn结的理想因子n和n型GaSb衬底与n型金属之间形成的整流结的理想因子n两部分组成。当温度从20℃升高到80℃时，激光器的总体理想因子n从4.0降低至3.3。该结果与所使用的理论模型以及独立的GaSb材料整流结（pn结、GaSb/金属结等）理想因子n的数值是相吻合的。
- 半导体激光器 /
- 理想因子n /
- 单量子阱
Abstract: 2m InGaSb/AlGaAsSb single quantum well(SQW) laser with low threshold current density of~131 A/cm2 and its ideality factor n was presented. The ideality factors n of the central p-n junction and the n-GaSb/metal junction sum up to be the total ideality factor n of the laser. The total ideality factor n decreases from 4.0 to 3.3 when the temperature was increased from 20 to 80℃. The results are in good agreement with the applied theoretical model as well as the ideality factor n of the individual GaSb-based junctions(p-n junction, GaSb/metal junction etc.).
- semiconductor laser /
- ideality factor n /
- single quantum well

[1]	Geng J, Jiang S. Fiber lasers:The 2m market heats up[J]. Optics and Photonics News, 2014, 25(7):34-41.
[2]	Scholle K, Lamrini S, Koopmann P, et al. Frontiers in guided wave optics and optoelectronics[J]. Optical Engineering,2010, 2(10):3033.
[3]	Schliesser A, Picqu N, Hnsch T W. Mid-infrared frequency combs[J]. Nature Photonics, 2012, 6(7):440-449.
[4]	Shterengas L, Belenky G, Kisin M V, et al. High power 2.4m heavily strained type-I quantum well GaSb-based diode lasers with more than 1 W of continuous wave output power and a maximum power-conversion efficiency of 17.5%[J]. Applied Physics Letters, 2007, 90(1):011119.
[5]	Rong J, Xing E, Zhang Y, et al. Low lateral divergence 2m InGaSb/AlGaAsSb broad-area quantum well lasers[J]. Optics Express, 2016, 24(7):7246-7252.
[6]	Li X, Wang H, Qiao Z, et al. Design and analysis of 2m InGaSb/GaSb quantum well lasers integrated onto silicon-on-insulator(SOI) waveguide circuits through an Al2O3 bonding layer[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2016, 22(6):1500507.
[7]	Ikyo A B, Marko I P, Hild K, et al. Temperature stable mid-infrared GaInAsSb/GaSb vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs)[J]. Scientific Reports, 2016, 6:19595.
[8]	Li X, Wang H, Qiao Z, et al. Temperature-and current-dependent spontaneous emission study on 2m InGaSb/AlGaAsSb quantum well lasers[J]. Japanese Journal of Applied Physics, 2017, 56(5):050310.
[9]	Polyakov A Y, Stam M, Milnes A G, et al. Electrical properties of GaSb Schottky diodes and pn junctions[J]. Materials Science and Engineering:B, 1992, 12(4):337-343.
[10]	Rhoderick E H, Williams R H. Metal-Semiconductor Contacts[M]. 2nd ed. Oxford:Oxford University Press, 1988.
[11]	Liu C, Wang H, Meng Q, et al. Modal gain and photoluminescence investigation of two-state lasing in GaAs-Based 1.3m InAs/InGaAs quantum dot lasers[J]. Applied Physics Express, 2013, 6(10):102702.
[12]	Shah J M, Li Y L, Gessmann T, et al. Experimental analysis and theoretical model for anomalously high ideality factors (n2.0) in AlGaN/GaN pn junction diodes[J]. Journal of Applied Physics, 2003, 94(4):2627-2630.
[13]	Eliseev P G, Maege J, Erbert G, et al. Threshold drop of the differential resistance of stripe quantum-well InGaAs/GaAIAs lasers[J]. Quantum Electronics, 1995, 25(2):99.
[14]	Lee G W, Shim J I, Shin D S. On the ideality factor of the radiative recombination current in semiconductor light-emitting diodes[J]. Applied Physics Letters, 2016, 109(3):031104.

[1]	魏超, 初凤红, 卞正兰, 魏芳. 短相干半导体激光器的射频调制特性及应用 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220553-1-20220553-9. doi: 10.3788/IRLA20220553
[2]	杨涛, 李武森, 陈文建. 新型小功率半导体激光器驱动及温控电路设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210764-1-20210764-8. doi: 10.3788/IRLA20210764
[3]	李娟, 俞浩, 虞天成, 苟于单, 杨火木, 王俊. 用于无线能量传输的高效率半导体激光器设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20210147-1-20210147-8. doi: 10.3788/IRLA20210147
[4]	潘建宇, 曹银花, 闫岸如, 关娇阳, 孟娇, 郭照师, 李景, 兰天, 王智勇. 半导体激光器非典型宏通道水冷散热系统设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210037-1-20210037-8. doi: 10.3788/IRLA20210037
[5]	吴涛, 庞涛, 汤玉泉, 孙鹏帅, 张志荣, 徐启铭. 半导体激光器驱动电路设计及环路噪声抑制分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20190386-1-20190386-10. doi: 10.3788/IRLA20190386
[6]	孙玉博, 熊玲玲, 张普, 王明培, 刘兴胜. 半导体激光器光束匀化系统的光学设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205003-1205003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1205003
[7]	薛梦凡, 彭冬亮, 荣英佼, 申屠晗, 骆吉安, 陈志坤, 刘智惟. 采用实时功率反馈的半导体激光器幅度调制方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 905002-0905002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0905002
[8]	王鑫, 朱凌妮, 赵懿昊, 孔金霞, 王翠鸾, 熊聪, 马骁宇, 刘素平. 915 nm半导体激光器新型腔面钝化工艺 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 105002-0105002(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0105002
[9]	刘翠翠, 王翠鸾, 王鑫, 倪羽茜, 吴霞, 刘素平, 马骁宇. 半导体激光器双波长光纤耦合模块的ZEMAX设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 105002-0105002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0105002
[10]	徐玉兰, 林中晞, 陈景源, 林琦, 王凌华, 苏辉. InGaAsP多量子阱双稳态激光器的实验及理论研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105004-1105004(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1105004
[11]	王立军, 彭航宇, 张俊, 秦莉, 佟存柱. 高功率高亮度半导体激光器合束进展 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 401001-0401001(10). doi: 10.3788/IRLA201746.0401001
[12]	陈琦鹤, 范杰, 马晓辉, 王海珠, 石琳琳. 用于半导体激光器的高效率复合波导结构 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1106006-1106006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106006
[13]	吴华玲, 郭林辉, 余俊宏, 高松信, 武德勇. 500W级半导体激光器光纤耦合输出模块设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005005-1005005(6). doi: 10.3788/IRLA201756.1005005
[14]	夏金宝, 刘兆军, 张飒飒, 邱港. 快速半导体激光器温度控制系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 1991-1995.
[15]	李峙, 尧舜, 高祥宇, 潘飞, 贾冠男, 王智勇. 半导体激光器堆栈快轴光束质量计算的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 85-90.
[16]	李江澜, 石云波, 赵鹏飞, 高文宏, 陈海洋, 杜彬彬. TEC 的高精度半导体激光器温控设计 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1745-1749.
[17]	林平, 刘百玉, 缑永胜, 白永林, 王博, 白晓红, 秦君军, 朱炳利, 杨文正, 朱少岚, 高存孝, 欧阳娴. 基于半导体激光器的脉冲整形技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 103-107.
[18]	胡黎明, 朱洪波, 王立军. 高亮度半导体激光器泵浦光纤耦合模块 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 361-365.
[19]	沈法华, 孙东松, 刘成林, 仇成群. 基于单固体F-P标准具的双频率多普勒激光雷达研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2944-2950.
[20]	韩顺利, 仵欣, 林强. 半导体激光器稳频技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1189-1193.

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2 μm InGaSb/AlGaAsSb量子阱激光器理想因子的研究

doi: 10.3788/IRLA201847.0503001

作者简介:
李翔(1989-),男,博士生,主要从事红外半导体激光器方面的研究。Email:E140151@e.ntu.edu.sg

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