Entwicklung eines hochleistungsfähigen monomoden Halbleiterlasers bei 1,55 μm

XUE Zhengqun ,  

CHI Bingkun ,  

CHEN Yuping ,  

摘要

Halbleiter-Laser mit hoher Leistung bei 1,55 μm werden in Weitverkehrs-Backbone-Optiknetzwerken, autonomem Fahren und anderen Bereichen weit verbreitet eingesetzt. In Anwendungssystemen trägt eine höhere Laserleistung zur Erhöhung der Arbeitsreichweite des Systems und des Signal-Rausch-Verhältnisses am Empfänger bei; mit der schnellen Entwicklung der optoelektronischen Integration und der gemeinsamen Optik-Verkapselung erfordert die hohe Dichte der optoelektronischen Integration, dass der Laser Eigenschaften wie einen niedrigen Stromverbrauch aufweist. In dieser Arbeit wurde durch die Optimierung der P-InP-Dotierung der Laser-Epitaxieschicht der Serienwiderstand des Lasers bei Raumtemperatur von 3,2 Ω auf 2,2 Ω reduziert, die Widerstandsleistung des Geräts übertrifft die vergleichbarer Geräte mit gleicher Struktur. Bei einem Strom von 300 mA sank die elektrische Leistungsaufnahme des Geräts von 510 mW auf 430 mW. Weiterhin wurde eine konische Wellenleiterstruktur verwendet, um das Verstärkervolumen des Lasers zu erhöhen; Testergebnisse zeigen, dass die konische Wellenleiterstruktur die Ausgangsleistung des Lasers um mehr als 17 % steigert, während der Stromverbrauch des Geräts nicht signifikant zunimmt; bei niedrigerem Strom und Raumtemperatur erreicht die maximale photoelektrische Umwandlungseffizienz des Geräts fast 50 %, was vergleichbar mit den besten Werten in verwandten Studien ist; Fernfeldmessungen zeigen eine effektive Verringerung des horizontalen Divergenzwinkels des Lasers, während sich die Strahlqualität des Geräts nicht deutlich ändert. Die experimentellen Ergebnisse bilden die Grundlage für die Erforschung von leistungsstarken, stromsparenden Halbleiterlasern für die optoelektronische Integration.

关键词

1,55 μm;InP/InGaAsP;Hochleistungslaser;P-Typ-Dotierung;konische Wellenleiterstruktur

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