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894 nm高温工作氧化限制型基横模VCSEL研究

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 191-197页

作者：王秋华李明邱平平庞伟解意洋阚强徐晨北京工业大学信息学部光电子技术教育部重点实验室北京100124 中国科学院半导体研究所北京100083

针对芯片原子钟(铯)用激光光源系统对垂直腔面发射激光器(VCSEL)模式及工作温度的需求,研制出可以高温工作的氧化限制型基横模894.6 nm VCSEL。通过缩小VCSEL氧化孔直径至3μm,限制VCSEL高阶横模激射,保证器件基横模低阈值电流工作。通... 详细信息

针对芯片原子钟(铯)用激光光源系统对垂直腔面发射激光器(VCSEL)模式及工作温度的需求,研制出可以高温工作的氧化限制型基横模894.6 nm VCSEL。通过缩小VCSEL氧化孔直径至3μm,限制VCSEL高阶横模激射,保证器件基横模低阈值电流工作。通过常温下腔模与材料增益失谐12 nm的结构设计,使器件能够在50~65℃高温时,激射波长对准原子能级且工作模式稳定。实验所制备的VCSEL在工作温度为55℃、注入电流1.8 mA时,激射波长达到894.6 nm,边模抑制比(SMSR)大于35 dB,基横模功率为0.75 mW,具有11.4°的远场发射角。当温度为65℃时,器件SMSR大于25 dB,基横模功率大于0.1 mW。该高温基横模工作的VCSEL在芯片原子钟中具有重要的应用前景。

关键词：垂直腔面发射激光器基横模高温铯原子钟

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新型正方晶格基横模光子晶体面发射激光器

红外与激光工程 2018年第6期47卷 62-67页

作者：袁浚张正平解意洋模拟集成电路重点实验室重庆400060 北京工业大学光电子技术省部共建教育部实验室北京100124

高功率基横模垂直腔面发射激光器(VCSEL)在光通信、传感、原子频标和光电混合集成等领域有着重要的应用,将光子晶体结构引入到VCSEL中,通过设计结构尺寸和分布,可以有效控制VCSEL的横向模式。课题组将正方形排列的光子晶体结构引入到VC... 详细信息

高功率基横模垂直腔面发射激光器(VCSEL)在光通信、传感、原子频标和光电混合集成等领域有着重要的应用,将光子晶体结构引入到VCSEL中,通过设计结构尺寸和分布,可以有效控制VCSEL的横向模式。课题组将正方形排列的光子晶体结构引入到VCSEL中,实现对VCSEL的横向模式和基横模出光功率控制,获得高基横模出光功率器件。通过采用平面波展开法(PWE)和全矢量三维时域有限差分方法(FDTD)对正方晶格结构光子晶体的合理设计,获得正方形排布光子晶体周期、占空比和刻蚀深度等重要参数。成功地制备出基横模出光功率大于3 mW,边模抑制比大于40 dB的正方晶格光子晶体VCSEL。

关键词：垂直腔面发射激光器基横模光子晶体

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质子注入型光子晶体垂直腔面发射激光器制备

红外与激光工程 2016年第12期45卷 32-36页

作者：蒋国庆徐晨解意洋荀孟曹亚鹏陈弘达北京工业大学电子信息与控制工程学院光电子技术教育部重点实验室北京100124 中国科学院半导体研究所北京100083

在光子晶体垂直腔面发射激光器中采用质子注入工艺,使台面工艺变成纯平面工艺,降低了光子晶体结构制备难度,简化了器件制备,提高了器件的均匀性。质子注入型光子晶体垂直腔面发射激光器中的光子晶体结构,在电流限制孔小于光子晶体缺陷孔... 详细信息

在光子晶体垂直腔面发射激光器中采用质子注入工艺,使台面工艺变成纯平面工艺,降低了光子晶体结构制备难度,简化了器件制备,提高了器件的均匀性。质子注入型光子晶体垂直腔面发射激光器中的光子晶体结构,在电流限制孔小于光子晶体缺陷孔时,仍能控制器件光束及模式特性,该结果可用于优化器件阈值电流,制备高性能低阈值电流基横模器件。实验所设计制备的器件,在注入电流小于12.5 m A时,阈值电流2.1 m A,出光功率大于1 m W,远场发射角小于7°,有效验证了光子晶体结构在质子注入型面发射激光器中的光束改善及模式控制作用。

关键词：质子注入光子晶体垂直腔面发射激光器

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石墨烯-GaN肖特基紫外探测器

半导体光电 2016年第1期37卷 30-35页

作者：许坤徐晨郭旺解意洋北京工业大学光电子技术省部共建教育部重点实验室北京100124 中国科学院半导体研究所北京100083

报道了使用石墨烯作为阳极材料的GaN肖特基型紫外探测器。介绍了光敏面为1mm×1mm的新型肖特基紫外探测器的制备过程。并对器件进行了响应光谱、I-V特性测试。器件的响应光谱较为平坦,峰值响应度为0.175A/W;通过对石墨烯进行化学修饰,... 详细信息

报道了使用石墨烯作为阳极材料的GaN肖特基型紫外探测器。介绍了光敏面为1mm×1mm的新型肖特基紫外探测器的制备过程。并对器件进行了响应光谱、I-V特性测试。器件的响应光谱较为平坦,峰值响应度为0.175A/W;通过对石墨烯进行化学修饰,使峰值响应度增加到0.23A/W。并根据热电子发射理论,计算出了器件掺杂前后的肖特基势垒高度分别为0.477eV和0.882eV,验证了器件性能的提高主要原因是石墨烯功函数的增加。

关键词： GaN 肖特基紫外探测器石墨烯响应光谱

基于石墨烯-ZnO纳米线的复合电极在GaN LED中的应用

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发光学报 2016年第12期37卷 1554-1559页

作者：许坤王一帆解意洋丁佩杜银霄郑州航空工业管理学院理学院河南郑州450046 国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心河南郑州450043 北京工业大学电控学院北京100124

使用一维ZnO纳米线和二维石墨烯复合结构集成到p-GaN表面来同时实现电流扩展和提高LED光提取效率。通过两组有无ZnO纳米线器件的对比,发现ZnO纳米线使器件的光提取效率提高了30%.通过分析两组器件的开启电压、工作电压和反向漏电流等关... 详细信息

使用一维ZnO纳米线和二维石墨烯复合结构集成到p-GaN表面来同时实现电流扩展和提高LED光提取效率。通过两组有无ZnO纳米线器件的对比,发现ZnO纳米线使器件的光提取效率提高了30%.通过分析两组器件的开启电压、工作电压和反向漏电流等关键参数,验证了本结构应用于GaN LED不会恶化其电性能。本文所采用的复合结构用于GaN LED,同时达到了良好欧姆接触、避免使用ITO和增强出光的效果。

关键词：氧化锌氮化镓LED 石墨烯透明导电层

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金纳米颗粒增强富硅氮化硅发光特性的研究

光电子．激光 2014年第7期25卷 1338-1343页

作者：高洪生王真真解意洋耿照新阚强王春霞袁浚陈弘达中国科学院半导体研究所北京100083 中央民族大学信息工程学院北京100081

采用时域有限差分(FDTD)方法,对Au纳米颗粒的尺寸和形貌对于其光学特性的影响进行了系统的理论研究。通过采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、晶化处理、电子束蒸发和高温退火等工艺,制备基于局域表面等离子共振(LSPR)效应的富硅氮... 详细信息

采用时域有限差分(FDTD)方法,对Au纳米颗粒的尺寸和形貌对于其光学特性的影响进行了系统的理论研究。通过采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、晶化处理、电子束蒸发和高温退火等工艺,制备基于局域表面等离子共振(LSPR)效应的富硅氮化硅发光芯片。利用拉曼光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)、奥林巴斯显微镜等对不同结构Au纳米颗粒富硅氮化硅发光器件的特性进行了表征。研究表明,通过对Au纳米颗粒的大小、形状和分布合理优化,富硅氮化硅芯片的发光强度在570nm波长附近提升了7倍,增强峰的位置红移了10nm。

关键词：局域表面等离子共振(LSPR) Au纳米颗粒富硅氮化硅光致发光(PL)

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“电磁场与电磁波”课程混合教学模式研究

电气电子教学学报 2022年第4期44卷 44-46页

作者：蔡轶珩陈华敏稂时楠解意洋赛景波北京工业大学信息学部北京100124

针对“电磁场与电磁波”课程教学实际,尝试利用前沿技术引领课堂教学,对教学模式进行改革与实践。以课程为中心,探索体系课程融合、课外仿真实践、课程思政、工程案例与科研融入、翻转课堂、线上线下并行等混合教学模式,希望打通课前、... 详细信息

针对“电磁场与电磁波”课程教学实际,尝试利用前沿技术引领课堂教学,对教学模式进行改革与实践。以课程为中心,探索体系课程融合、课外仿真实践、课程思政、工程案例与科研融入、翻转课堂、线上线下并行等混合教学模式,希望打通课前、课中、课后以及相关课程间的连接通道,帮助学生理解和消化电磁场与电磁波的基本理论,充分锻炼学生独立解决问题和实践创新的能力。

关键词：电磁场与电磁波混合教学模式体系课程融合仿真实践课程思政

质子注入能量对垂直腔面发射激光器的阈值和功率的影响

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物理学报 2012年第21期61卷 249-252,I0003页

作者：毛明明徐晨魏思民解意洋刘久澄许坤北京工业大学光电子技术实验室北京100124

文章研究了如何兼顾质子注入型垂直腔面发射激光器的功率和阈值性能.从模拟和实验两方面分析了质子注入能量与器件功率和阈值特性的关系.发现注入能量过高时,损伤有源区,降低了功率性能.而能量过低则会减弱对注入电流的限制,增加阈值.... 详细信息

文章研究了如何兼顾质子注入型垂直腔面发射激光器的功率和阈值性能.从模拟和实验两方面分析了质子注入能量与器件功率和阈值特性的关系.发现注入能量过高时,损伤有源区,降低了功率性能.而能量过低则会减弱对注入电流的限制,增加阈值.计算和实验结果表明,对于文中的器件结构,315 keV的注入能量是合适的.在10μm的注入孔径下获得器件的阈值为4.3 mA,功率为1.7 mW.

关键词：质子注入能量垂直腔面发射激光器功率阈值

Single-mode low threshold current multi-hole vertical-cavity surface-emitting lasers

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Chinese Physics B 2012年第3期21卷 232-235页

作者：赵振波徐晨解意洋周康刘发沈光地 Key Laboratory of Opto-electronics Technology of Ministry of Education Beijing University of Technology

A multi-hole vertical-cavity surface-emitting laser （VCSEL） operating in stable single mode with a low threshold current was produced by introducing multi-leaf scallop holes on the top distributed Bragg-refleetor of an oxidation- confined 850 nm VCSEL. The single-mode output power of 2.6 mW, threshold current of 0.6 mA, full width of half maximum lasing spectrum of less than 0.1 nm, side mode suppression ratio of 28.4 dB, and far-field divergence angle of about 10% are obtained. The effects of different hole depths on the optical characteristics are simulated and analysed, including far-field divergence, spectrum and lateral cavity mode. The single-mode performance of this multi-hole device is attributed to the large radiation loss from the inter hole spacing and the scattering loss at the bottom of the holes, particularly for higher order modes.

关键词： single mode low threshold current multi-hole vertical-cavity surlace-emitting laser