-
摘要:
本文报道了一种基于双有源区的4.7 μm中波红外量子级联激光器，脊宽为9.5 μm，可实现室温连续基横模工作。通过在单有源区中心插入0.8 μm InP间隔层，将原有的单有源区转变成双有源区结构，可显著降低器件有源区的峰值温度，同时抑制高阶横模的产生。在288 K温度下，腔长为5 mm的双有源区器件的阈值电流密度为1.14 kA/cm2，连续输出功率为0.71 W，快轴发散角为27.3°，慢轴发散角为18.1°。同采用常规单有源区结构器件相比，采用双有源区结构的器件，其最大光输出功率未出现退化，同时器件慢轴方向由多模变化为基横模，光束质量得到了显著改善。本工作为改善高功率中波量子级联激光器的慢轴光束质量提供了一种解决思路。
-
关键词:
- 中红外 /
- 量子级联激光器 /
- 双有源区 /
- 金属有机物化学气相沉积 /
- 连续输出
Abstract:This paper reports a 4.7-μm mid-wave infrared quantum cascade laser based on double active region structure with a ridge width of 9.5 μm, which can achieve continuous single transverse mode operation at room temperature. By inserting 0.8-μm InP, the original single active region is transformed into a double active region structure, which can significantly reduce the peak temperature of the device's active region and suppress the generation of higher-order transverse modes. At a temperature of 288 K, the device with a double active region structure with a cavity length of 5 mm has a threshold current density of 1.14 kA/cm2, a continuous output power of 0.706 W, a fast axis divergence angle of 27.3°, and a slow axis divergence angle of 18.1°. Compared with conventional devices with a single active region structure, the devices with a double active region structure have no degradation in their maximum optical output power and show a significant improvement in the beam quality in the slow axis direction of the device. These results provide a solution to the problem of the slow axis beam quality of high-power mid-wave quantum cascade lasers.
-
Key words:
- mid-infrared /
- quantum cascade laser /
- double active region /
- MOCVD /
- continuous-wave output
-
1. 引 言
基于子带间跃迁的量子级联激光器已经成为中红外波段理想的光源之一[1-2]，其在痕量气体检测、空间光通信和红外对抗方面有广阔的前景应用[3-5]。由于子带间跃迁的特点，量子级联激光器波长可以覆盖中红外至太赫兹波段[6-8]。早期，量子级联激光器(quantum cascade laser, QCL)通常采用分子束外延(molecular beam epitaxy，MBE)技术进行生长，这是由于MBE在生长厚度和界面控制方面更加精准，这样可以减小量子阱界面散射，所以在制备QCL方面具有天然的优势。1994年，Faist等人利用MBE研制出世界上第一个量子级联激光器[1]，其波长为4.2 μm，只能在低温下工作。2001年，Beck等人首次实现了QCL室温下激射[9]。2012年，Pranalytica公司采用非共振抽取结构实现了4.6 μm的QCL室温连续输出，其最大输出功率可达3 W[10]。2020年，美国西北大学Razeghi 课题组通过优化结构与工艺成功实现了单管QCL室温连续输出，最大输出功率为5.6 W，其激射波长在4.9 μm[11-13]，这也是迄今为止报导的中红外单管QCL最高功率。在国内，中国科学院半导体研究所刘峰奇课题组实现了室温9 μm QCL连续1.2 W输出[14]。MBE虽然可以更好地控制界面的陡峭度和外延层的生长厚度，但其生长效率较低、设备维护昂贵，并不适合大批量生产，导致器件成本昂贵，限制了QCL应用的推进。与之相比，金属有机物化学气相沉积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)方法，虽然其固有的生长切换延迟效应会导致界面陡峭度变差，但其生长效率高，重复性好，设备维护简单，适合大批量的生产，因此基于MOCVD生长高功率量子级联激光器更有利于实现QCL的产业化。随着MOCVD技术的发展，一些课题组开始利用MOCVD技术进行QCL器件的研制[15]。Roberts等人首次利用MOCVD技术制备出QCL器件，其波长为9 μm，只能在低温下工作 [16]。2018年，美国威斯康星大学Botez课题组提出多组分有源区结构并利用MOCVD技术生长了波长为5 μm，可在室温下连续输出的中红外QCL，其最大输出功率为2.6 W[17]。在国内，中国科学院半导体研究所刘峰奇课题组利用MOCVD对中波（4.6 μm）与长波（8.5 μm）QCL进行了富有创新性的探索。在中波红外方面，其研制的器件连续输出功率达到了3 W[18]。在长波红外方面，其研制的器件在室温下实现了连续输出1.04 W [19]。2022年，该课题组制备了室温连续瓦级激射QCL，其波长为9 μm，最大输出功率为1.02 W[20]。同时，四川大学和苏州长光华芯光电技术股份有限公司的联合团队也利用MOCVD对中波（4.6 μm）QCL进行了初步探索，其室温连续输出功率达到了0.36 W[21]。
在量子级联激光器中，功率会随有源区级数变化进行缩放已经得到了证实[22]，2019年Arkadiy Lyakh等人报道了20级有源区在脊宽20 μm的情况下仍然保持良好的光束质量[23]。但随着级数的减少器件的输出功率会不可避免地出现功率下降的情况。2008年，A.Bismuto等人通过在有源区插入四层InP的方式实现了QCL的基横模输出[24]。本文优化了外延层设计，通过在有源区中心插入InP间隔层，制备了不影响最大输出功率的宽脊宽基横模QCL。本文通过MOCVD生长了高性能的中波红外QCL，具体探讨了有源区插入的InP间隔层对器件性能的影响。这种双有源区的器件的设计，会导致高阶模式阈值增益变大，从而使器件可以实现基横模输出。此外，插入InP后，器件的散热效果得到了显著提升，补偿了插入InP间隔层所造成的材料质量下降而带来的负面影响，因此器件的连续输出性能不会出现大幅下降。在288 K温度下，该器件连续输出功率为0.706 W，阈值电流密度为1.14 kA/cm2，快轴发散角(快轴远场半高宽)为27.3°，慢轴发散角(慢轴远场半高宽)为18.1°，实现了基横模输出。同时，相比未插入间隔层的器件，这种双有源区器件的最大输出功率与斜率效率未出现明显下降。
2. 结构分析与器件制备
2.1 结构分析
本工作设计的单有源区QCL外延结构如下：衬底为掺杂Si的三英寸N型InP衬底，从衬底开始，外延层结构依次为：3.5 μm InP下限制层，0.04 μm的下InGaAs波导层，有源区，0.02 μm的上InGaAs波导层，4 μm上InP限制层。其中，有源区材料为交替生长的40周期应变补偿InGaAs/InAlAs超晶格，厚度为1.8 μm。同采用晶格匹配的InGaAs/InAlAs材料相比，采用应变平衡的InGaAs/InAlAs材料可以抑制高能级载流子的泄漏，低能级载流子通过非共振抽取的方式快速抽运，以减小热回填的影响，从而提高粒子数反转效率[12]。通过能带计算可以得出能量差E54为80 meV，这远高于传统晶格匹配QCL的50 meV，可以进一步提升有源区的载流子注入效率。
通过在单有源区中间插入InP层的方式，原本的40周期有源区被分成了两个20周期有源区，即构成了本文工作涉及的双有源区外延结构。
在传统掩埋异质结结构中，中红外4.6 μm QCL为实现基横模输出，器件的脊宽通常需要控制在7 μm以下[25-26]，过小的脊宽限制了增益体积，阻碍了光输出功率的进一步提升。本文通过使用有限元分析进行光学仿真，在将脊宽控制在10 μm的情况下对比了插入不同厚度InP对基模和一阶侧模的影响，模拟的有效折射率参数参考文献[25]，参数如表1所示。通过仿真可以得出器件基横模与一阶侧模的有效折射率。由损耗计算公式
α=(4π/λ)Im(neff) 计算基横模与一阶侧模的模态损耗。光限制因子可由公式Γ=∬core|E|2dxdy/∬all|E|2dxdy 给出。经计算，基横模的光限制因子要高于一阶侧模的光限制因子。通过模态损耗、镜面损耗以及光限制因子可以对器件在阈值附近激射的主导模式进行判断[23, 25, 27]，文献[23]中定义了品质因子Q，如公式(1)所示：表 1 不同材料不同掺杂浓度的有效折射率[25]Table 1. Effective refractive indexes of different materials with different doping conditionsMaterials Doping density Refractive index InP substrate 2×1017 3.084+2.00000E-4i InP 2×1016 3.091+2.00000E-5i InGaAs 2×1016 3.393+7.88405E-5i Active 2×1017 3.245+4.01336E-5i InP 2×1017 3.084+2.00000E-4i InP 1×1017 3.088+1.00000E-4i InP 5×1018 2.893+5.00000E-3i InP 2×1019 2.188+2.70000E-2i Au / 3.319+1.84110E+1i Si3N4 / 1.358+6.50000E-4i Fe:InP / 3.099+6.34895E-8i Q=Γ∑α, (1) 其中损耗主要包括镜面损耗
αm 和模态损耗αw ，Γ 为光限制因子，可见，Q与光限制因子成正比，与损耗之和成反比。计算出基横模与一阶侧模的品质因子后，以基横模为基准作归一化处理。图1(彩图见期刊电子版)为插入不同厚度InP后基横模与一阶侧模的品质因子相对值图。可以看到当未插入InP时，一阶侧模和基模相近，此时一阶侧模占激射主导位置。当插入InP后，一阶侧模的相对值在逐渐变小，这证明插入InP可以实现模式优化。文献[23]中，其一阶侧模的相对值为0.982，基横模为主导激射模式。当插入InP的厚度大于0.8 μm时，一阶侧模的相对值达到0.967，此时基横模占主导激射模式。
图 1 (a)有限元仿真结构示意图；(b) 在有源区插入不同厚度InP的横向模态的相对品质因子图Figure 1. (a) Schematic diagram of the finite element simulation structure; (b) relative figure of merit for transverse modes when inserting different InP thicknesses in active region300 K温度下材料的热导率如表2所示[28]。QCL的有源区通常为上百层的超晶格结构，其散热效果较差。Active（longitudinal）为外延方向有源区热导率，Active（lateral）为垂直于外延方向的热导率。由表1可知，InP的热导率要远远高于有源区超晶格的热导率。因此，在注入相同热源密度的情况下，有源区的最高温度会出现大幅下降。
表 2 300 K温度下不同材料的热导率[28]Table 2. Thermal conductivities of different materials at 300 K temperatureMaterials Thermal conductivity/W·m−1·K−1 InP 72.18 InGaAs 4.64 Active（longitudinal） 0.76 Active（lateral） 4.48 Si3N4 13.9 AuSn 57 Cu 398.03 AlN 257.5 通过有限元分析进行热学仿真，对比了传统QCL有源区与有源区中间插入InP后的散热效果，如图2(彩图见期刊电子版)所示，插入InP的厚度为0.8 μm。经仿真知，在相同的热源密度下，常规QCL器件有源区的最高温度为443 K，双有源区结构QCL器件有源区的最高温度为363 K。可以发现当有源区中间插入InP后器件的散热效果会更好，从而保证了器件的输出性能。
图 2 (a)单有源区器件及(b)双有源区器件热学仿真结果Figure 2. Thermal simulation results of (a) single active region device and (b) double active region device2.2 材料生长及表征
基于上述仿真结果，本工作生长了单有源区（Sample 1）和双有源区（Sample 2）QCL外延结构。其中，双有源区结构中插入的InP厚度为0.8 μm。两个样品全结构均采用MOCVD设备进行生长。
在全结构生长完成后，利用X射线衍射(XRD)对材料质量进行表征。XRD是评估多量子阱材料质量的有效方法。衍射曲线卫星峰半高宽越小，材料的生长质量越好[18]。Sample 1和Sample 2的XRD如图3(彩图见期刊电子版)所示。Sample 1 XRD衍射曲线卫星峰半高宽为14″~16″，Sample 2 XRD衍射曲线卫星峰半高宽为21″~23″，同时Sample 2的衍射曲线卫星峰强度出现下降趋势。Sample 2的衍射曲线卫星峰半高宽出现展宽，表明插入InP层后材料界面质量会下降，而Sample 2的衍射强度变低是由于插入InP后下方有源区衍射减弱造成的。但整体来说Sample 1与Sample 2的XRD衍射曲线卫星峰的半高宽都比较小[22]，这表明样品的界面粗糙度较小，具有良好的周期性。
图 3 Sample 1和Sample 2的(a)X射线双晶衍射及其(b)放大图Figure 3. (a) X-ray double diffraction and their (b) enlarged images of Sample 1 and Sample 2两个外延样品被加工成双沟结构后进行再生长。使用掺Fe的InP材料填充双沟。这是一种绝缘材料，其目的是为了增强器件的横向散热能力。通过等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PEVCD)生长300 nm的Si3N4作为电绝缘层，表面镀上Ti/Au形成欧姆接触，减薄后在衬底镀上Ge/Au/Ni/Au形成欧姆接触。在芯片后腔面镀上具有高反射率的金属介质膜(Y2O3/Ti/Au)，其中Au起到反射作用，Y2O3的作用是防止器件短路，芯片前腔面则为自然解理面。随后将芯片封装在AlN热沉上进行测试。Sample 1和Sample 2分别被制作成Device 1和Device 2。图4(a)与图4(c)(彩图见期刊电子版)分别为Device 1和Device 2的结构示意图。
图 4 (a) Device 1和(c) Device 2的结构示意图；(b) Device 1和(d) Device 2前腔面在电镜下的横截面图Figure 4. Schematic diagram of (a) Device 1 and (c) Device 2; cross-sectional SEM images of the front cavity of (b) Device 1 and (d) Device 2图4(b)与图4(d)(彩图见期刊电子版)分别为Device 1前腔面和Device 2前腔面在电镜下的横截面图，黄色框线为InGaAs/InAlAs有源区。Device 1脊宽为9.43 μm，Device 2脊宽为7.67 μm，下有源区脊宽为10.34 μm，InP插入层的厚度为0.75 μm。器件脊宽差别主要来自后端工艺。在芯片后腔镀上高反射率的金属膜后通过测试器件的反向I-V可得到器件的电阻值大约在10 kΩ左右。这表明器件后腔面在镀上Ti/Au后不存在短路情况。
3. 器件性能与表征
在外延生长及流片后，对器件进行了封装测试。在288 K温度下进行连续输出特性分析。使用半导体制冷板(ThermoelectricCooler，TEC)进行温度控制，采用热敏电阻监测温度，功率采集使用热堆(制作商Coherent，型号PM-USB PM10)，芯片腔长固定为5 mm。Device 1和Device 2的功率-电流-电压(PIV)如图5(a)(彩图见期刊电子版)所示。可见，Device 1的阈值电流为0.44 A，阈值电流密度为0.95 kA/cm2，斜率效率为1.12 W/A，最大输出功率为0.728 W，最大光电转化效率为4.4%，器件串联电阻为2.05 Ω。 Device 2的阈值电流为0.54 A，阈值电流密度为1.14 kA/cm2，斜率效率为1.11 W/A，最大输出功率为0.706 W，最大光电转化效率为3.6%，器件串联电阻为2.66 Ω。可以发现Device 2阈值电流上升，串联电阻和工作电压变大，而斜率效率和最大输出功率基本保持不变。
图 5 (a) Device 1和Device 2在连续模式下的PIV曲线；(b) Device 1和Device 2在阈值电流下的光谱Figure 5. (a) PIV curves of Device 1 and Device 2 in continuous wave; (b) spectra of Device 1 and Device 2 at threshold current插入InP后会引入额外的寄生电阻，导致器件的工作电压上升。通过有限元分析仿真光场计算可得Device 1和Device 2的基横模光限制因子分别为0.69和0.48，同时器件的XRD表明插入InP后器件的材料质量下降。这两点是造成阈值电流上升的主要原因。同时，由于插入InP对器件散热效果有一定改善，器件发生热反转所对应的电流值增加，这补偿了阈值电流上升带来的负面影响，因此器件的最大输出功率和斜率效率未发现明显的退化。Device 1和Device 2的光谱如图5(b)(彩图见期刊电子版)所示，光谱由傅立叶红外光谱仪(FTIR)进行测试，采用快速扫描模式，分辨率为1 cm−1，两个样品光谱均在阈值电流下测量获得，两个样品的波长均在4.7 μm附近。结果表明两个样品的生长质量具有高度的一致性。
最后，为了探究器件的光场特性，对器件的远场进行测试。由于量子级联激光器的光场会随着功率的增加出现恶化，因此远场一般在工作电流下进行测试。图6(彩图见期刊电子版)分别展示了Device 1和Device 2的远场慢轴与快轴，均在1.6Ith的条件下进行测试。由图6可知：Device 1在慢轴方向上出现了明显的双瓣，这是显著的高阶模式现象；Device 2在慢轴方向上则出现了明显的高斯分布，其半高宽为19.6°，符合基横模情况。在快轴方向上，Device 1的发散角为30.9°，Device 2的发散角为28.3°，Device 2并未出现明显退化，并且Device 2实现了基模激射，同模拟情况相符合。
图 6 Device 1和Device 2在(a)慢轴方向及(b)快轴方向的远场Figure 6. Far fields of Device 1 and Device 2 in the (a) slow axis direction and (b) fast axis directions4. 结 论
本文使用MOCVD生长了双有源区中红外基横模量子级联激光器，器件脊宽控制在9.5 μm左右，双有源区器件在室温连续模式下的阈值电流密度为1.14 kA/cm2，最大输出功率为0.706 W，慢轴方向发散角(慢轴远场半高宽)为19.6°，快轴方向发散角(快轴远场半高宽)为28.3°。本文还具体研究了插入InP对器件功率与远场的影响，发现：在9.5 μm脊宽下常规QCL器件会出现多模；在插入0.8 μm InP后，在器件的最大输出功率和斜率效率没有出现明显退化的同时，器件的远场在慢轴方向上得到了明显改善，在快轴方向上未出现明显退化。
-
图 1 (a)有限元仿真结构示意图；(b) 在有源区插入不同厚度InP的横向模态的相对品质因子图
Figure 1. (a) Schematic diagram of the finite element simulation structure; (b) relative figure of merit for transverse modes when inserting different InP thicknesses in active region
图 2 (a)单有源区器件及(b)双有源区器件热学仿真结果
Figure 2. Thermal simulation results of (a) single active region device and (b) double active region device
图 3 Sample 1和Sample 2的(a)X射线双晶衍射及其(b)放大图
Figure 3. (a) X-ray double diffraction and their (b) enlarged images of Sample 1 and Sample 2
图 4 (a) Device 1和(c) Device 2的结构示意图；(b) Device 1和(d) Device 2前腔面在电镜下的横截面图
Figure 4. Schematic diagram of (a) Device 1 and (c) Device 2; cross-sectional SEM images of the front cavity of (b) Device 1 and (d) Device 2
图 5 (a) Device 1和Device 2在连续模式下的PIV曲线；(b) Device 1和Device 2在阈值电流下的光谱
Figure 5. (a) PIV curves of Device 1 and Device 2 in continuous wave; (b) spectra of Device 1 and Device 2 at threshold current
图 6 Device 1和Device 2在(a)慢轴方向及(b)快轴方向的远场
Figure 6. Far fields of Device 1 and Device 2 in the (a) slow axis direction and (b) fast axis directions
表 1 不同材料不同掺杂浓度的有效折射率[25]
Table 1. Effective refractive indexes of different materials with different doping conditions
Materials Doping density Refractive index InP substrate 2×1017 3.084+2.00000E-4i InP 2×1016 3.091+2.00000E-5i InGaAs 2×1016 3.393+7.88405E-5i Active 2×1017 3.245+4.01336E-5i InP 2×1017 3.084+2.00000E-4i InP 1×1017 3.088+1.00000E-4i InP 5×1018 2.893+5.00000E-3i InP 2×1019 2.188+2.70000E-2i Au / 3.319+1.84110E+1i Si3N4 / 1.358+6.50000E-4i Fe:InP / 3.099+6.34895E-8i 
下载: 导出CSV
-
[1] FAIST J, CAPASSO F, SIVCO D L, et al. Quantum cascade laser[J]. Science, 1994, 264(5158): 553-556. doi: 10.1126/science.264.5158.553 [2] 赵越, 张锦川, 刘传威, 等. 中远红外量子级联激光器研究进展(特邀)[J]. 红外与激光工程,2018,47(10):1003001. doi: 10.3788/IRLA201847.1003001ZHAO Y, ZHANG J CH, LIU CH W, et al. Progress in mid-and far-infrared quantum cascade laser (invited)[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(10): 1003001. (in Chinese). doi: 10.3788/IRLA201847.1003001 [3] DELY H, BONAZZI T, SPITZ O, et al. 10 Gbit s−1 free space data transmission at 9 µm wavelength with unipolar quantum optoelectronics[J]. Laser & Photonics Reviews, 2022, 16(2): 2100414. [4] SPITZ O, DIDIER P, DURUPT L, et al. Free-space communication with directly modulated mid-infrared quantum cascade devices[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2022, 28(1): 1200109. [5] 温志渝, 王玲芳, 陈刚. 基于量子级联激光器的气体检测系统的发展与应用[J]. 光谱学与光谱分析,2010,30(8):2043-2048. doi: 10.3964/j.issn.1000-0593(2010)08-2043-06WEN ZH Y, WANG L F, CHEN G. Development and application of quantum cascade laser based gas sensing system[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2010, 30(8): 2043-2048. (in Chinese). doi: 10.3964/j.issn.1000-0593(2010)08-2043-06 [6] FATHOLOLOUMI S, DUPONT E, CHAN C W I, et al. Terahertz quantum cascade lasers operating up to ~200 K with optimized oscillator strength and improved injection tunneling[J]. Optics Express, 2012, 20(4): 3866-3876. doi: 10.1364/OE.20.003866 [7] LI L H, CHEN L, ZHU J X, et al. Terahertz quantum cascade lasers with> 1 W output powers[J]. Electronics Letters, 2014, 50(4): 309-311. doi: 10.1049/el.2013.4035 [8] VITIELLO M S, SCALARI G, WILLIAMS B, et al. Quantum cascade lasers: 20 years of challenges[J]. Optics Express, 2015, 23(4): 5167-5182. doi: 10.1364/OE.23.005167 [9] BECK M, HOFSTETTER D, AELLEN T, et al. Continuous wave operation of a mid-infrared semiconductor laser at room temperature[J]. Science, 2002, 295(5553): 301-305. doi: 10.1126/science.1066408 [10] LYAKH A, MAULINI R, TSEKOUN A, et al. 3 W continuous-wave room temperature single-facet emission from quantum cascade lasers based on nonresonant extraction design approach[J]. Applied Physics Letters, 2009, 95(14): 141113. doi: 10.1063/1.3238263 [11] BAI Y B. High wall plug efficiency quantum cascade lasers[D]. Xi’an: Northwestern University, 2011. [12] BAI Y, BANDYOPADHYAY N, TSAO S, et al. Highly temperature insensitive quantum cascade lasers[J]. Applied Physics Letter, 2010, 97(25): 251104. doi: 10.1063/1.3529449 [13] WANG F, SLIVKEN S, WU D H, et al. Continuous wave quantum cascade lasers with 5.6 W output power at room temperature and 41% wall-plug efficiency in cryogenic operation[J]. AIP Advances, 2020, 10(5): 055120. doi: 10.1063/5.0003318 [14] NIU SH, YANG P CH, HUANG R X, et al. High power, broad tuning quantum cascade laser at λ ~8.9 µm[J]. Optics Express, 2023, 31(25): 41252-41258. doi: 10.1364/OE.505349 [15] WANG C A, HUANG R K, GOYAL A, et al. OMVPE growth of highly strain-balanced GaInAs/AlInAs/InP for quantum cascade lasers[J]. Journal of Crystal Growth, 2008, 310(23): 5191-5197. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2008.07.100 [16] ROBERTS J S, GREEN R P, WILSON L R, et al. Quantum cascade lasers grown by metalorganic vapor phase epitaxy[J]. Applied Physics Letters, 2003, 82(24): 4221-4223. doi: 10.1063/1.1583858 [17] BOTEZ D, KIRCH J D, BOYLE C, et al. High-efficiency, high-power mid-infrared quantum cascade lasers [Invited][J]. Optical Materials Express, 2018, 8(5): 1378-1398. doi: 10.1364/OME.8.001378 [18] FEI T, ZHAI SH Q, ZHANG J CH, et al. 3 W continuous-wave room temperature quantum cascade laser grown by metal-organic chemical vapor deposition[J]. Photonics, 2023, 10(1): 47. doi: 10.3390/photonics10010047 [19] FEI T, ZHAI SH Q, ZHANG J CH, et al. High power λ~ 8.5 μm quantum cascade laser grown by MOCVD operating continuous-wave up to 408 K[J]. Journal of Semiconductors, 2021, 42(11): 112301. doi: 10.1088/1674-4926/42/11/112301 [20] SUN Y Q, YIN R, ZHANG J CH, et al. High-performance quantum cascade lasers at λ ~9 µm grown by MOCVD[J]. Optics Express, 2022, 30(21): 37272-37280. doi: 10.1364/OE.469573 [21] 庞磊, 程洋, 赵武, 等. 基于MOCVD生长的4.6 μm中红外量子级联激光器[J]. 红外与激光工程,2022,51(6):20210980. doi: 10.3788/IRLA20210980PANG L, CHENG Y, ZHAO W, et al. Mid-infrared quantum cascade laser grown by MOCVD at 4.6 µm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2022, 51(6): 20210980. (in Chinese). doi: 10.3788/IRLA20210980 [22] 孙永强, 费腾, 黎昆, 等. MOCVD生长的瓦级中波红外高功率量子级联激光器[J]. 光学学报,2022,42(22):2214002. doi: 10.3788/AOS202242.2214002SUN Y Q, FEI T, LI K, et al. MOCVD-based mid-wave infrared quantum cascade lasers with watt-level power[J]. Acta Optica Sinica, 2022, 42(22): 2214002. (in Chinese). doi: 10.3788/AOS202242.2214002 [23] SUTTINGER M, GO R, AZIM A, et al. High brightness operation in broad area quantum cascade lasers with reduced number of stages[C]. Proceedings of 2019 Conference on Lasers and Electro-Optics, IEEE, 2019: 1-2. [24] BISMUTO A, GRESCH T, BÄCHLE A, et al. Large cavity quantum cascade lasers with InP interstacks[J]. Applied Physics Letters, 2008, 93(23): 231104. doi: 10.1063/1.3042213 [25] RYU J H, KIRCH J D, KNIPFER B, et al. Beam stability of buried-heterostructure quantum cascade lasers employing HVPE regrowth[J]. Optics Express, 2021, 29(2): 2819-2826. doi: 10.1364/OE.414489 [26] XIE F, CANEAU C, LEBLANC H P, et al. Room temperature CW operation of short wavelength quantum cascade lasers made of strain balanced Ga xIn1- xAs/Al yIn1- y as material on InP substrates[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2011, 17(5): 1445-1452. doi: 10.1109/JSTQE.2011.2136325 [27] YU N F, DIEHL L, CUBUKCU E, et al. Near-field imaging of quantum cascade laser transverse modes[J]. Optics Express, 2007, 15(20): 13227-13235. doi: 10.1364/OE.15.013227 [28] LEE H K, YU J S. Thermal effects in quantum cascade lasers at λ ~4.6 μm under pulsed and continuous-wave modes[J]. Applied Physics B, 2012, 106(3): 619-627. -
下载:
下载:
计量
- 文章访问数: 313
- HTML全文浏览量: 198
- PDF下载量: 147
- 被引次数: 0
