Los materiales compuestos cuaternarios de banda prohibida directa, como InGaAsP y AlGaInAs, se pueden cultivar en sustratos de InP, que coinciden en red con el InP. En la actualidad, en diversos campos, los investigadores han diseñado láseres semiconductores, amplificadores ópticos, detectores, etc., utilizando estos dos tipos de materiales que crecen sobre sustratos de InP. Para amplificadores ópticos, el láser semiconductor de alta potencia de 1460 nm basado en AlGaInAs/InP MQW es una fuente de bombeo ideal. PAM-XIAMEN puede cultivar una bomba de AlGaInAs/InP de 1460 nmoblea epitaxial de diodo láserpara amplificación óptica. Para conocer la estructura exacta del epi láser de la bomba, consulte la siguiente tabla:

1. Estructura de epitaxia de diodo láser de bomba de 1460 nm

PAM230509 – 1460LD

Para estructuras de pozos cuánticos con longitudes de onda láser que oscilan entre 1300 y 1700 nm, generalmente bombeamos epitaxia con oblea de diodo láser basada en sustrato de InP y utilizamos material InGaAlAs como pozo cuántico. Al ajustar la composición de AlGaInAs y seleccionar el espesor apropiado del pozo cuántico, podemos diseñar libremente la longitud de onda del láser de la bomba de diodos en un amplio rango. En la Fig. 1, se puede ver que la longitud de onda correspondiente ajustable del sistema de material AlGaInAs/InP para el láser de bomba Raman puede ser de 1,3 μm a 1,5 μm.

Fig. 1 Rango de longitud de onda correspondiente al material AlGaInAs/InP

2. Desafíos para el crecimiento material de AlGaInAs en InP

La dificultad del crecimiento epitaxial de AlGaInAs incluye principalmente:

1) El componente Al se oxida fácilmente y forma niveles profundos de energía con O;

2) En la interfaz Al (Ga) InAs / InP, es probable que se produzca interdifusión de As y P, lo que afecta la calidad de la capa epitaxial. Al aumentar la temperatura y la relación V/II, se pueden obtener materiales que contienen Al de alta calidad. Sin embargo, las altas temperaturas son perjudiciales para el crecimiento de materiales que contienen In. A altas temperaturas, la reacción previa de In y la desorción de la superficie de crecimiento son más severas, lo que fácilmente conduce a la formación de una distribución de gotas de In en la superficie, lo que afecta la eficiencia luminiscente del material. Además, cuanto mayor es la temperatura de crecimiento, más grave es el problema de interdifusión de As y P en la interfaz entre AlGaInAs e InP, lo que afecta la uniformidad y planitud de la interfaz. Por lo tanto, el rango de temperatura de crecimiento de los materiales AIGalnAs de alta calidad es muy limitado y requiere un control preciso.

3. Optimización de la estructura de bandas de energía del láser de pozo cuántico AlGalnAs/InP

Para mejorar aún más las características de temperatura de los dispositivos amplificadores de fibra láser de bombeo y mejorar la capacidad limitante de los portadores en ambos lados de la región activa del láser, en los últimos años se ha optimizado la estructura de bandas de energía de los láseres de pozo cuántico de tensión AIGalnAs/InP. . Para resumir brevemente:

1) La capa de barrera de electrones (ESL) se introduce en la capa de guía de ondas de índice graduado o en la capa limitante para evitar que los electrones se filtren hacia la capa limitante. La temperatura característica y la eficiencia de la pendiente del diodo láser de bomba se pueden mejorar agregando una capa de barrera electrónica de p-AllnAs entre las capas MQW y p-SCH;

2) Introducir InP en el lado N de la región activa para mejorar la capacidad de confinamiento de los agujeros en el lado N;

3) Introducir barreras cuánticas múltiples (MQB) AllInAs/AlGalnAs en la capa de confinamiento para mejorar la capacidad de confinamiento de los portadores de carga.

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