3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

张一; 张宇; 杨成奥; 谢圣文; 邵福会; 尚金铭; 黄书山; 袁野; 徐应强; 倪海桥; 牛智川

doi:10.3788/IRLA201847.1003003

3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

doi: 10.3788/IRLA201847.1003003

张一^1,2,
张宇^1,2,
杨成奥^1,2,
谢圣文^1,2,
邵福会^1,2,
尚金铭^1,2,
黄书山^1,2,
袁野^1,2,
徐应强^1,2,
倪海桥^1,2,
牛智川^1,2

1.
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;
2.
中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049

基金项目:

国家自然科学基金（61790580，61435012）;国家973计划（2014CB643903）

详细信息

作者简介:
张一(1994-),博士生,主要从事锑化物半导体激光器方面的研究。Email:zhangyi@semi.ac.cn

中图分类号: TN248

Research progress of 3-4μm antimonide interband cascade laser (invited)

1.
State Key Laboratory for Superlattices and Microstructures,Institute of Semiconductors,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100083,China;
2.
College of Materials Science and Opto-electronic Technology,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 3~4m波段中红外激光器在工业气体检测、医学医疗和自由空间光通信等诸多领域具有十分重要的应用。目前锑化物半导体带间级联激光器是实现中红外3~4 m波段的理想方案。带间级联激光器（Interband Cascade Laser，ICL）可以看做是通过电子和空穴复合产生光子的传统二极管激光器以及通过引入多个级联区来提高电子注入效率的子带间量子级联激光器（Quantum Cascade Laser，QCL）的融合。文中概要介绍了带间级联激光器的基本工作原理，阐述了国际上主要研究单位包括俄克拉荷马大学、美国海军实验室、德国伍兹堡大学等带间级联激光器的发展历史，介绍了国内单位包括中国科学院半导体所研制成功带间级联激光器的性能，分析了该类激光器设计制备技术难点和及性能进一步提升优化的技术方案。
- 带间级联激光器 /
- 二类W型量子阱 /
- 中红外 /
- GaSb基
Abstract: The mid-infrared lasers of 3-4 m can be widely used in industrial gas detection, medical treatment and free space optical communication. At present, the antimonide semiconductor interband cascade laser is an ideal scheme for realizing 3-4 m in the middle infrared band. The interband cascade laser (ICL) may be considered the hybrid of a conventional diode laser that generates photons via electron-hole recombination, and an intersubband-based quantum cascade laser (QCL) that stacks multiple stages for enhanced current efficiency. This paper gives an overview of the basic working principle of inter-band cascade lasers, and describes the development history of major inter-band cascade lasers, including the University of Oklahoma, the US Naval Laboratory, and the University of Woodsburg. The performance of the interband cascade laser developed by the Institute of Semiconductors of the Chinese Academy of Sciences is also included. By analyzing the difficulties in designing and preparing the laser, the technical solution to further improve the performance of this kind of lasers is expounded.
- interband cascade laser /
- type-Ⅱ W quantum well /
- mid-infrared /
- GaSb-based

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3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

doi: 10.3788/IRLA201847.1003003

作者简介:
张一(1994-),博士生,主要从事锑化物半导体激光器方面的研究。Email:zhangyi@semi.ac.cn

Research progress of 3-4μm antimonide interband cascade laser (invited)

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3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

doi: 10.3788/IRLA201847.1003003

1. 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;

2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049

作者简介:
张一(1994-),博士生,主要从事锑化物半导体激光器方面的研究。Email:zhangyi@semi.ac.cn

English Abstract

Research progress of 3-4μm antimonide interband cascade laser (invited)

1. State Key Laboratory for Superlattices and Microstructures,Institute of Semiconductors,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100083,China;

2. College of Materials Science and Opto-electronic Technology,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

doi: 10.3788/IRLA201847.1003003

作者简介: 张一(1994-),博士生,主要从事锑化物半导体激光器方面的研究。Email:zhangyi@semi.ac.cn

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出版历程

3~4 μm锑化物带间级联激光器研究进展(特邀)

doi: 10.3788/IRLA201847.1003003

1. 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; 2. 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院,北京 100049

作者简介: 张一(1994-),博士生,主要从事锑化物半导体激光器方面的研究。Email:zhangyi@semi.ac.cn

English Abstract

Research progress of 3-4μm antimonide interband cascade laser (invited)

1. State Key Laboratory for Superlattices and Microstructures,Institute of Semiconductors,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100083,China; 2. College of Materials Science and Opto-electronic Technology,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

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作者简介:
张一(1994-),博士生,主要从事锑化物半导体激光器方面的研究。Email:zhangyi@semi.ac.cn

1. 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;

2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049

作者简介:
张一(1994-),博士生,主要从事锑化物半导体激光器方面的研究。Email:zhangyi@semi.ac.cn

1. State Key Laboratory for Superlattices and Microstructures,Institute of Semiconductors,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100083,China;

2. College of Materials Science and Opto-electronic Technology,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China