​启闳半导体科技(江苏)有限公司QiHong Semicon TECHNOLOGY (JIANGSU) CO.,LTD

电子邮箱  
密码      忘记密码?
  注册
InAs 量子点面射型雷射
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2025-02-13 | 58 次浏览 | 分享到:

采用量子点结构制作面射型雷射还有一个比其他材料更具优势的特性,如同本书3-4节介绍面射型雷射操作温度特性时所述,以及图3-10所描述发光层材料增益频谱随温度上升而往较长波长红移的速度,比共振腔纵模(也就是主要发光波长)还要快的多,因此在不同温度下操作时由于元件温度上升,会使阈值电流大小发生变化,评估一个雷射元件阈值电流大小是否容易随着温度变化而改变的特性参数称为特性温度(characteristics temperature, T0),T0通常跟发光层增益材料有关,如前面所述InP系列材料因为导带能阶差异较小,因此电子容易因为温度上升而溢流,导致雷射在较高温度下就需要更高注入电流才能达到雷射增益,因此其T0相对较低,一般多在60~80K,采用 AlInGaAs 等与InP晶格匹配材料可以稍微提升到 7090K,而一般典型 GaAs 材料 850nm 面射型雷射特性温度就有 140K 左右,采用InAs/nGaAs量子点发光材料后,由于增益频谱变成受到量子点尺寸大小影响,不再受半导体材料能隙大小主导,因此其温度效应变的很小,也就是说增益频谱波长不大会随着温度上升而明显往长波长红移,所以利用InAs/InGaAs 材料所制作的雷射元件其T0值轻易都可以超过 350K,甚至经过仔细的调整增益频谱峰值波长与共振腔波长的差异(gain-cavity mode detuning),有机会在光通讯模组操作温度范围-575°C甚至更严苛的-4085°C温度范围内达到T0值接近无限大的结果,也就是说在这个温度范围内阈值电流值几乎不随着温度变化而改变。

通常面射型雷射较一般雷射二极体具有更好的高温操作特性,而且发光波长对温度变化率也远低于传统边射型雷射。图6-7 显示一个850nm 氧化局限面射型雷射变温测试光输出功率对电流(L-I)特性曲线,由图中可以观察到当元件操作温度从20°C提高到90°C时,阈值电流值从 1.3mA 增加到2.2mA,最大输出功率从5mW降低为2.2mW。借由元件在不同温度下操作的阈值电流值可以计算出该雷射的特性温度。