关键词:
量子级联激光器
金属有机化学气相沉积
长波红外
连续波
摘要:
量子级联激光器(QCL)是一种基于半导体耦合量子阱子带间电子跃迁产生激光的单极性光源,具有体积小、量子效率高、波长可调谐的特点,在气体检测、生物传感、自由空间通信等领域具有广阔的应用前景。本研究采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在高掺杂的InP衬底上生长了晶格匹配的InGaAs/InAlAs长波红外QCL,通过波导层掺杂浓度优化实现波导损耗的降低,通过优化生长参数制备出高异质界面质量的外延材料,器件的激射波长为10.13μm。在脉冲模式下,腔长为4 mm、脊宽为15.2μm的器件的室温峰值输出功率为0.96 W,阈值电流密度和斜率效率分别为0.68 kA/cm2和1.14 W/A;在293 K温度下,连续波输出功率为0.52 W,阈值电流密度为0.76 kA/cm2;阈值电流密度和斜率效率的特征温度T0、T1分别为156 K和301 K。该器件展现的良好性能验证了MOCVD在外延生长波长更长的长波红外量子级联激光器方面的潜力。