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高Al组分AlGaN/AlN/GaN量子级联结构的MOCVD外延研究

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电子技术（上海） 2024年第1期53卷 1-4页

作者：吴粤川邓文娟东华理工大学机械与电子工程学院江西330013

阐述高Al组分差的GaN/AlN/AlGaN量子级联紫外-红外双色探测结构的设计,并用MOCVD外延实现过程。通过MOCVD监控分析GaN/AlN/AlGaN量子级联结构生长状况,发现外延AlGaN层的整体Al组分偏低。随后用SEM观测样品表面形貌存在凸起,从截面测量... 详细信息

阐述高Al组分差的GaN/AlN/AlGaN量子级联紫外-红外双色探测结构的设计,并用MOCVD外延实现过程。通过MOCVD监控分析GaN/AlN/AlGaN量子级联结构生长状况,发现外延AlGaN层的整体Al组分偏低。随后用SEM观测样品表面形貌存在凸起,从截面测量各个结构厚度符合设计,用Cary7000分光光度计测试得到279nm以及1 700~1 900nm双色吸收峰。

关键词：电子器件设计量子级联 MOCVD 紫外-红外探测 SEM 高Al组分

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量子级联红外探测器

红外与激光工程 2011年第8期40卷 1397-1402页

作者：刘俊岐翟慎强孔宁李路刘峰奇王利军王占国中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室北京100083

半导体基中远红外探测器在成像、传感、国家安全以及国防领域具有广泛的应用背景。目前,在这个领域最主流的技术之一是量子阱红外探测器(QWIPs)。传统的量子阱红外探测器往往存在较大的暗电流和较低的工作温度等限制。量子级联探测器(QC... 详细信息

半导体基中远红外探测器在成像、传感、国家安全以及国防领域具有广泛的应用背景。目前,在这个领域最主流的技术之一是量子阱红外探测器(QWIPs)。传统的量子阱红外探测器往往存在较大的暗电流和较低的工作温度等限制。量子级联探测器(QCDs)是一种新型的光伏型量子阱红外探测器。其工作原理基于电子吸收光子后在量子阱的子带间跃迁并且激发态电子通过人工设计的势能阶梯形成无需外加偏置电压的定向输运。这种基于新原理的红外探测器一经出现便引起人们高度的关注并经历了快速的发展。文中介绍了中国科学院半导体所在量子级联探测器研究方面的最新成果。

关键词：量子阱红外探测器量子级联

基于布拉格反射镜的单模太赫兹量子级联激光器

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红外与毫米波学报 2023年第6期42卷 796-806页

作者：白弘宙臧善志谭诚王凯甘良华徐刚毅中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学杭州高等研究院物理与光电工程学院浙江杭州310024

常规的分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器中,增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2,以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器(THz-QC... 详细信息

常规的分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器中,增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2,以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器(THz-QCL),并突破了上述限制。作者所实现的THz-QCL采用脊波导结构,利用解理腔面和DBR反射镜构成谐振腔,利用有源区增益谱较窄的特点,通过调整DBR反射率谱使增益谱与DBR高反射带在频域中部分重叠,从而获得了单模激射的THz-QCL。该方案使得DBR高反射带显著宽于自由谱间距,即显著提高了激光器中增益区域的长度,从而降低阈值并提高功率特性。实验上,作者研制出增益区域长达3.6 mm的DBR激光器,单模激射的频率为2.7 THz,边模抑制比达到25 dB,该激光器的阈值和温度特性与相同材料制备的法布里-泊罗腔多模激光器相当。文章中的工作为实现高性能单模太赫兹量子级联激光器提供了新的研究思路。

关键词：半导体激光器量子级联太赫兹分布式布拉格反射镜单模光子禁带

InGaAs/InAlAs量子级联激光器研究

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红外与毫米波学报 2001年第1期20卷 41-43页

作者：张权生刘峰奇张永照王占国 Honghai Gao A.Krier 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室北京100083 中国科学院半导体研究所半导体材料开放实验室北京100083 Physics Departimet Lancaster University

简要报道了自行研制的 In Ga As/ In Al As量子级联激光器的制备及其主要特性 .该器件具有增强型脊型波导结构 ,在 80 K时阈值电流为 0 .5 A,相应的阈值电流密度为 5 KA/ cm2 .

关键词：量子级联激光器制备 V-I特性光功率/电流特性发光特性 InGaAs InAlAs 半导体激光器

基于太赫兹量子级联激光器的生物医学成像研究进展

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中国激光 2020年第2期47卷 177-186页

作者：符张龙李锐志李弘义邵棣祥曹俊诚中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

太赫兹(THz)波对生物医学组织具有天然的非电离性、水含量敏感性和浅层穿透性等特点,这使得其非常适合应用于生物医学成像。由于太赫兹量子级联激光器(THz QCL)具有激射功率高、光束质量好、调制速率高、体积小的特点,基于THz QCL的生... 详细信息

太赫兹(THz)波对生物医学组织具有天然的非电离性、水含量敏感性和浅层穿透性等特点,这使得其非常适合应用于生物医学成像。由于太赫兹量子级联激光器(THz QCL)具有激射功率高、光束质量好、调制速率高、体积小的特点,基于THz QCL的生物医学成像系统相较于其他主动式生物医学成像系统成像信噪比高、成像分辨率高、成像速度快、结构更紧凑。基于此,对基于THz QCL的生物医学成像研究进展进行综述,并对THz生物成像优势、THz QCL生物医学成像优势、生物医学成像系统、生物医学成像目标进行了总结,对其未来发展方向进行了展望。

关键词：医用光学太赫兹成像量子级联激光器生物医学

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量子级联激光器的原理及研究进展

激光与红外 2013年第9期43卷 972-976页

作者：宋淑芳邢伟荣刘铭华北光电技术研究所北京100015

量子级联激光器的发明是半导体激光器领域里程碑的发展,开创了中远红外半导体激光的新领域,在红外对抗、毒品和爆炸物检测、环境污染监测、太赫兹成像等方向有广泛的应用前景。本文阐述了量子级联激光器的基本原理、以及材料和器件的研... 详细信息

量子级联激光器的发明是半导体激光器领域里程碑的发展,开创了中远红外半导体激光的新领域,在红外对抗、毒品和爆炸物检测、环境污染监测、太赫兹成像等方向有广泛的应用前景。本文阐述了量子级联激光器的基本原理、以及材料和器件的研究,结合应用方向对其研究进展进行了综述性介绍。

关键词：量子级联中远红外激光器

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四极子形量子级联微腔激光器

内蒙古大学学报（自然科学版） 2008年第6期39卷 716-719页

作者：凤兰吴根柱霍海燕徐明兰孟潮洛蒙内蒙古大学物理科学与技术学院呼和浩特010021

不同的波导和谐振腔形式,对应的量子级联微腔激光器的特性有显著的不同.四极子量子级联微腔激光器带来的光的方向性激射,解决了对称型微腔激光器光的方向性激射的困难.本文简单介绍了四极子量子级联微腔激光器的由来和其相关的几种激光器.

关键词：四极子量子级联微腔激光器半导体变形因子

四极子量子级联微腔激光器理论研究和工艺制作

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四极子量子级联微腔激光器理论研究和工艺制作

作者：李赞佳内蒙古大学

学位级别：硕士

四极子量子级联微腔激光器带来的光的方向性激射，解决了对称型微腔激光器光的方向性激射的困难。本文简单介绍了四极子量子级联微腔激光器的由来和其相关的几种激光器，应用电磁场理论和介质中的亥姆霍兹方程，详细推导了任意截面微腔... 详细信息

四极子量子级联微腔激光器带来的光的方向性激射，解决了对称型微腔激光器光的方向性激射的困难。本文简单介绍了四极子量子级联微腔激光器的由来和其相关的几种激光器，应用电磁场理论和介质中的亥姆霍兹方程，详细推导了任意截面微腔激光器的光场分布。并应用于“体育场形状”的变形的椭圆形微腔，结合“点匹配”方法用Mathmatica软件模拟出不同变形因子情况下的光场分布，结果表明在m=1(基模)时能形成稳定的光场分布，在φ=45°、φ=135°、φ=225°和φ=315°四个方向光辐射最强，有“蝴蝶结”模式特征，提高了光的方向性;同时也发现变形因子0.1＜ε′＜0.2时四极子微腔中只有“蝴蝶结模式”;而当变形因子取较大值ε′=0.2时，在φ=90°和φ=270°附近出现了比较强的伴生光线，而且随着变形因子的减小发现此伴生光线在逐渐减弱并消失;但是当变形因子取较小的值(如ε′=0.06)时在φ=180°和φ=360°附近又开始出现伴生光线，所以变形因子并不是取很大或很小的时候最好，而是取0.1～0.15时才能达到“蝴蝶结”模式的最佳效果;当m≥2的高阶模时，在微腔中不能形成这种光输出现象，而且通过计算发现在任何变形因子情况下高阶模都不能形成稳定的“蝴蝶结模式”，即高阶模的光场分布没有一定的规律，可能在激光器中不能形成稳定的谐振。在实验上用MOCVD技术生长650nm AlGaInP／GaInP多量子阱材料结构外延片，用半导体微加工技术制备了最大半径R=70μm，变形因子分别为0.06、0.1、0.15的四极子微腔激光器，并成功实现了低温连续多模激射。在80K低温连续电注入条件下测试后表明变形因子ε′=0.06、ε′=0.1、ε′=0.15激光器阈值电流分别为120mA、80mA和40mA，多模激射波长在600-650nm范围内，峰宽约为0.5nm，模间距约为1nm，在45°、135°、225°和315°四个方向激射光光强最强，最大激射功率能达到几个mw以上。

关键词：四极子量子级联微腔激光器蝴蝶结模式 MOCVD

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“量子级联”激光器

高技术通讯 1994年第11期4卷 45-46页

作者：程永来

“量子级联”激光器普通半导体激光器受化学结构制约，它大约以相当于导带价带差的能量向外辐射，因而不能发射中远红外范围的光。过去，为获得新的波长，人们在研制新的半导体合金上动了相当大的脑筋。而现在，美国电话电报公司贝尔实... 详细信息

“量子级联”激光器普通半导体激光器受化学结构制约，它大约以相当于导带价带差的能量向外辐射，因而不能发射中远红外范围的光。过去，为获得新的波长，人们在研制新的半导体合金上动了相当大的脑筋。而现在，美国电话电报公司贝尔实验室ＦｅｂｄｒｉｃｏＣａｐａｓｓｏ...

关键词：量子级联激光器半导体激光器