GaAs/InP异质材料及MESFET器件研究

用低压金属有机气相外延（LP－MOCVD）在InP衬底上生长出较高质量的GaAs材料，并对材料进行Raman、光致发光（PL）谱的测试分析，结果表明在GaAs／InP外延层中存在伸张应力致使Raman的LO模式的频率红移；PL谱峰较强，16K下测到GaAs的特征激子峰和杂质相关的激子峰，表明了GaAs外延层的晶体质量较好。以此生长方法制备了金属－半导体场效应晶体管（MESFET），其单位跨导可达200ms/mm。该器件已经达到GaAs同质结构的器件水平。     

零偏压下近红外集成单波长波导光探测器

提出了一种基于InGaAsP材料的零偏压单片集成波导光探测器。该器件单片集成了光子晶体(Photonic Crystals, PC)滤波器、锥形耦合器、零偏压波导光探测器(Wave-Guide Photodetector, WGPD)以及直波导,形成了一个平面微纳光信号接收子系统。集成的波导光探测器吸收峰值波长位于1.55μm处,光谱线宽仅1.6 nm。设计的波导光探测器在无外加偏压时具有良好性能,经优化,当其面积为4μm×15μm时其3 dB带宽达78 GHz@0 V,响应度为0.78 A/W。整个器件基于组分可调的InGaAsP材料,实现多功能器件的单片集成,具有高性能、小体积、低功耗、窄线宽等特性。     

GaN基MSM结构紫外光探测器

在蓝宝石(0001)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延层, 以此为材料, 制作了暗电流很小的金属-半导体-金属(MSM)结构紫外光探测器. 测量了该紫外光探测器的暗电流和360 nm波长光照下的光电流曲线、光响应曲线和响应度随偏压变化的曲线. 该紫外光探测器在5 V偏压时暗电流为1.03 nA, 在10 V偏压时暗电流为15.3 nA. 在15 V偏压下该紫外光探测器在366 nm波长处的响应度达到0.166 A/W, 在365 nm波长左右有陡峭的截止边. 从0~15 V, 该紫外光探测器在360 nm波长处的响应度随着偏压的增加而增大. 详细地分析了该紫外光探测器的暗电流、光电流、响应度随偏压变化的关系.     

基于深紫外激光器的大面积干涉光刻装置研究

搭建了基于266 nm波长深紫外光源的干涉光刻装置，使用平顶光整形器将高斯光整形成平顶光束，在硅基底上制备出面积为8.9 mm×25.4 mm、周期为407 nm的一维光栅结构图形和周期为860 nm的二维孔洞结构。使用扫描电子显微镜（SEM）测量了平顶光产生的一维干涉结构的线宽、周期等参数，并与高斯光产生的一维干涉结构参数进行对比。实验结果表明，加入了平顶光整形器的干涉光刻装置产生的周期性光栅结构图形均匀性提升了21.36％。     

外腔半导体激光器的实验研究

本文报道了外腔半导体激光器的一些研究成果。利用闪耀光栅作反馈元件，对808nm波长的半导体激光器形成弱耦合外腔，实现了光谱特笥较好的窄线宽单模激光输出，线宽小于0.06nm，边模抑制比大于30dB，最大输出功率为35.4mW，总的光－光转换效率为46％。通过调整光栅转角，可以得到11.66nm的波长调谐范围。设计了光栅－反向镜联动结构，使外腔半导体激光器的输出方向不再随调谐而变化。     

PIN光电探测器用反外延片工艺研究

创新性使用反外延法工艺,介绍了适用于制备近红外波段PIN光电探测器的硅外延材料的研制工艺,在区熔单晶抛光片上进行重掺导电层和支撑层的外延层制备。通过对硅源流量与掺杂剂浓度的精确控制,实现了快速外延生长和高浓度掺杂。通过精细的后期加工工艺,将高阻区熔层加工为厚度和表面质量均满足器件要求的有源层。结果显示,采用反外延法工艺得到的反外延材料片应用到PIN光电二极管中,不仅节省器件制备中的工艺程序,而且大大提高了器件耐压性。     

低噪声、宽谱响应的碳纳米管薄膜-石墨烯复合光探测器

采用高纯半导体碳纳米管薄膜和石墨烯构建复合结构光探测器, 研究其光电响应特性。结果表明, 在光照下, 顶层石墨烯中的光生载流子通过碳纳米管与石墨烯之间薄的非晶硅层, 隧穿至底层的碳纳米管薄膜中, 在非晶硅层两侧分别富集电子和空穴, 形成光致栅压(Photogating), 有效地改变了碳纳米管薄膜晶体管的电流。器件在可见光(633 nm)条件下得到响应度为83 mA/W, 并在近红外波段范围内仍保持好的光响应特性。由于石墨烯具有宽谱光吸收特性, 半导体碳纳米管薄膜晶体管具有小的暗电流, 碳纳米管–石墨烯复合光探测器发挥了两种材料的优势, 为今后高性能宽谱光电探测器的制备奠定了基础。     

垂直腔面发射激光器的原理与设计

阐述了垂直腔面发射激光器（VCSEL）的工作原理及器件的设计方案,并设计出激射波长为980nm,InGaAs/GaAs多量子阱作为发光材料,氧化物限制电流,衬底面出光的基横模低阈值的器件结构。     

掩埋隧道结的研制及其在1.3μm VCSEL结构中的应用

采用气态源分子束外延（GSMBE）技术在（100）InP衬底上分别了生长了δ掺杂的P^＋ -AllnAs—n^＋ -InP和P^＋ -InP—n^＋ -InP两种隧道结结构,用电化学C—V和I—V特性曲线表征了载流子浓度和电学特性,发现P^＋ -AllnAs-n^＋ -InP隧道结性能好于P^＋ -InP-n^＋ -InP隧道结。接着在（100）InP衬底上生长了包含P^＋ -AllnAs-n^＋ -InP掩埋隧道结和多量子阱有源层的1．3μm垂直腔面发射激光器（VCSEL）结构,测试得出其开启电压比普通的PIN结VCSEL小,室温下其电致荧光谱波长在1．29μm。     

基于SOA的高稳定度DWDM多波长光源

研究了利用SOA和取样光栅型梳状滤波器构成的直腔和环形腔结构,实现多个波长的光的稳定输出,输出光的波长间隔0.8nm,线宽小于0.3nm,各通道功率差别小于30μW,是可应用于密集波分复用（DWDM)光通信系统的一体化多波长激光光源。     

平顶级联马赫-曾德尔型间插复用器的研制

对级联Mach-Zehnder干涉仪进行了理论分析和计算机模拟,并成功制作了50GHz的平顶二级级联Mach-Zehnder干涉仪型间插复用器,整个结构由3个耦合器和2组干涉臂组成．实际得到的光谱分布与计算机模拟的曲线基本相符,1dB带宽达到了0．304nm,占复用波长间隔的76％,得到了比较理想的平顶型的光谱分布,整个器件的附加损耗约为1dB．     

(001)GaAs和(001)InP晶片[110]及[1(-1)0]取向的简易判别法

Ⅲ-Ⅴ族化合物中的GaAs及InP是目前制造激光二极管的主要材料之一。人们利用GaAs和Inp在腐蚀液中各向异性的特性,蚀刻出各种梯形台面以获得最小条形有源区,然后再进行二次外延,做成掩膜条形激光二极管。然而要蚀刻出不同梯形台面的条形,在光刻前必须判别出(001)GaAs和InP外延片的[110]及[10]晶向。通常判别GaAs及     

Undoped semi-insulating indium phosphide (InP) and its applications

During the past several years, the research and development of InP material has made great progress due to serving as the substrate for most optoelectronic devices operating at the communications wavelength of 1.31 and 1.55 μm. At present, InP has become an important semiconductor material together with Si and GaAs. When compared to GaAs, InP has higher electron velocity, higher radiation hardness and better heat-conducting property. The advantage of InP crystal material allows higher frequency operation and lower power requirements. Therefore, InP is widely being used for the manufacture of microwave devices, high-frequency devices and optoelectronic integrated circuits (OEICs) which are indispensable for wireless technology, satellite communications^[1—3]. Although n-type and p-type InP can meet actual needs, semi-insulating InP substrates remain to be improved due to their poor uniformity and consistency. For this reason, several possible approaches have been reported to the preparation of SI InP by wafer annealing under different conditions^[4—9].     

G652光纤喇曼增益谱的实验研究

在分析光纤喇曼放大原理的基础上,搭建14XXnm双波长泵浦光纤喇曼放大器试验系统,测量了目前光通信主干网络上广泛使用的G652光纤的喇曼增益谱,分析了其3dB带宽、增益谱波长范围、增益平坦度.结果表明,相对于EDFA,G652光纤的喇曼增益谱平坦度好,平坦增益范围大.当用峰值波长1440nm的泵浦激光器抽运时,其3dB谱宽为34nm,位于1520-1554nm,当用峰值波长1450nm的泵浦激光器抽运时,其3dB谱宽为43nm,位于1520-1563nm,当用峰值波长1440nm和1450nm的泵浦激光器双向抽运时,其3dB谱宽为40nm,位于1520-1560nm.在自建的光孤子通信系统上进行的应用表明,利用分布式喇曼光纤放大,可以明显改善光孤子的传输特性.     

Undoped semi-insulating indium phosphide (InP) and its applications

During the past several years, the research and de-velopment of InP material has made great progress due to serving as the substrate for most optoelectronic devices operating at the communications wavelength of 1.31 and 1.55 mm. At present, InP has become an important semi-conductor material together with Si and GaAs. When compared to GaAs, InP has higher electron velocity, higher radiation hardness and better heat-conducting property. The advantage of InP crystal material allows higher f…     

AlGaAs／GaAs单片集成激光发射机

报道一种新型ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ单片集成激光发射机。这种器件利用液相外延生长中的伴生高阻层，解决了半导体激光器与场效 晶体管驱动电路的工艺共容性问题，具有场效 晶体管与激光器结构同时形成且二者表面自动找平、制作简单的优点。     

InAs/GaAs/InP及InAs/InP自组装量子点室温PL谱的研究

用五带 k· p模型计算 In As/ Ga As/ In P及 In As/ In P的室温 PL谱的能级分布 ,分析PL谱峰值 .发现 Ga As的张应变层影响 PL峰值位置 ,与 In As/ In P量子点相比 ,In As/Ga As/ In P量子点 PL谱峰值有明显红移 ,并从能带理论给出解释     

光纤中超连续谱产生的理论与实验研究

光谱超连续展宽 (SC)在光通信中有重要的应用。对色散位移光纤 (DSF)中 SC的产生及泵浦和 SC光纤参数对SC特性的影响进行了理论与实验研究。结果表明 :在 DSF中 ,SC的产生是自相位调制、四波混频、交叉相位调制效应综合作用的结果 ,其中自相位调制效应起先导作用。泵浦脉冲的波长与光纤零色散波长之间的距离影响 SC的宽度和平坦性。获得的 10 GHz的最宽 SC谱达 80 nm ,获得的平坦度 3d B的 SC谱宽度达 2 0 nm。采用光纤光栅进行了 SC谱平坦处理 ,使 SC谱的平坦度提高了至少 8d B。     

外耦合布拉格光栅5μm量子级联激光器

窄带宽的A1GaAs／GaAs布拉格光栅耦合到InP的半导体量子级联激光器从而产生稳定的激光频谱，其激光谱线宽度在1纳米左右。如果不加光栅，非稳定的自由激射的激光器的谱线宽度有30nm左右。隔离的分布式布拉格光栅可以独立调谐几个纳米。     

外耦合布拉格光栅5um量子级联激光器

窄带宽的AlGaAs/GaAs布拉格光栅耦合到InP的半导体量子级联激光器从而产生稳定的激光频谱,其激 光谱线宽度在1纳米左右。如果不加光栅，非稳定的自由激射的激光器的谱线宽度有30nm左右。隔离的分布式布 拉格光栅可以独立调谐几个纳米。