蓝光-宽带隙激光器.ppt

《蓝光-宽带隙激光器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、WideBandgapSemiconductor-BasedLasers王伟平2014-1-9Part1：GaNbluelaserdiodes彩色激光显示打印和扫描：快速、高分辨率存储：CD(780nm)——AlGaAs基激光器VCD(635nm或650nm)——AlGaInP激光器DVD(410nm)——InGaN激光器1-1Application提高物镜的数值孔径NA值容量与光源波长的2次方成反比光学元部件及光盘片材料的光学透过率等限制1-2OpticalStorage400-430nm1982年A

2、lGaAs/GaAs(780nm)异质结激光器作为光源的CD播放机1985年，KabayashiInGaAlP(670nm)红光激光器的室温连续激射1992年，HiroyamaInGaAlP(630nm)红光半导体激光器1996年，日亚和中村GaN(400nm)蓝紫光半导体激光器1999年，日亚实现商品化GaN(400nm)蓝光半导体激光器寿命10000h1-3DifficultiesandBreakthroughs难点缺乏晶格常数匹配、热胀系数接近的热稳定的衬底材料p型GaN外延层难以获得突破高质量Ga

3、N外延层的生长1986年Amano利用低温生长的AlN或GaN过渡层或成核层,得到表面平坦如镜低剩余载流子浓度、高电子迁移率和高荧光效率的高质量GaN外延层,1991年首次获得GaN外延层室温光泵浦下的受激发射。低阻p-GaN的获得1989年Amano等人利用低能电子辐照实现了Mg掺杂低阻p型GaN。1991年Nakamura等人在700℃以上无氢的氮气氛中退火,也获得了低阻p-GaN。高质量InGaN外延层的生长有源层内由In组分涨落引起的深局域化能态是发光二极管高效发光的关键,只有掺有In的GaN有源

4、层才可能得到室温带间跃迁。1-4Growth衬底的选择生长技术双流生长技术外延侧向过生长悬挂式外延F-P腔结构InGaN基激光器电注入的三级Bragg光栅紫光DFB激光器1-5Cavitystructure垂直腔面发射激光器极化声子激光器Part2：GaN-BasedVCSELandGaN-/ZnO-BasedPolaritonLasers2-1Introductionmicrocavity(MC)-basedVCSELpolaritonlasersWithedge-emittingGaN-basedla

5、sersincommercialsystems,attentionisshiftingtomoredemandingandrewardingemitters.High-speed,high-resolutionlaserprintingandscanningNewtypesofcoherentopticalbutnearlythresholdlesssourcesObservationofspontaneousem-issionbuildupinpolaritonlasingemissionisattri

6、butedtoaBose–Einsteincondensateofcavitypol-aritons.2-2GaN-BASEDVCSELThebeamofaVCSELischaracterizedbyalowerdivergenceanglecomparedwiththatoftheedge-emittinglasers,makingthemfavoredforuseinfiber-opticcommunications.Gainregionisveryshortinverticalcavitydevic

7、esascomparedtheedge-emittervarieties,therequiredreflectivitiesofthetopandbottomDBRsmustbewellabove90%inordertoovercomeopticallossesforlasing.VCSELsemitperpendiculartotheactiveregionsurface,allowingtheirfabricationinadensetwo-dimensionalarray.2-2-1Opticall

8、yPumpedGaN-BasedVCSEL(1)AuthorYearTemperaturePumpingSomeyaetal.199877k381nmAsignificantnarrowingoftheemissionspectrafrom2.5nmto0.1nmabovethethresholdwasobserved,whichisdirectevidenceoflasingos--illationintheIn0.1Ga0