带间级联激光器电子注入区优化研究(特邀)

作者:宁超; 孙瑞轩; 于天; 刘舒曼; 张锦川; 卓宁; 王利军; 刘俊岐; 翟慎强; 李远; 刘峰奇
来源:光子学报, 2022, 51(02): 100-106.

摘要

带间级联激光器有源区内部的物理机制复杂,尚未得到充分研究。优化了电子注入区结构,通过减小InAs/AlSb啁啾超晶格中InAs量子阱的厚度促进电子向光增益区的注入,在较低的电子注入区掺杂浓度下满足了光增益区电子数和空穴数基本相等的注入平衡条件,降低了有源区中自由载流子吸收和杂质散射造成的光损耗。采用该有源区结构的带间级联激光器实现了较好的室温激射性能,腔长4 mm、脊宽20μm且腔面未镀膜器件的阈值电流为200 mA,单腔面出光功率为55 mW。通过分析2~5 mm不同腔长器件的电压-电流-光功率性能,得到器件的波导损耗仅为3 cm-1,有源区载流子寿命为0.7 ns。