GaN垂直腔面发射激光器研究进展

发布时间：2024-03-24 09:49

　　氮化镓(GaN)垂直腔面发射激光器(VCSEL)在近20年来获得了飞速发展,已成为下一代半导体激光器的研究热点。GaN是制造从紫外波段到绿色波段光电子器件的绝佳材料,而VCSEL具有阈值和发散角小、调制速率高,以及输出光束呈圆对称等特点。首先回顾了基于GaN的VCSEL的发展历史,简要介绍了它的主要应用方向;然后讨论了反射镜与谐振腔设计与制造中的关键问题;接着分析了三种不同结构的GaN VCSEL的散热机理,并分析讨论了优化散热的策略;最后介绍了基于GaN的蓝色、绿色和紫外VCSEL的研究进展及最新思路。

【文章页数】：15 页

【部分图文】：

图2基于基于GaN的VCSEL的三种典型结构[94]。(a)具有外延氮化物底部DBR的混合DBR结构(结构A);

图2所示为GaN基VCSEL的三种典型结构[94],分别为混合DBR结构(结构A)、采用衬底转移技术制成的双电介质DBR结构(结构B),以及采用ELO技术制成的双电介质DBR结构(结构C)。在模型的模拟中,假设热源集中放置在有源区内,热量主要通过基板从器件中散出,器件与空气之间的....

图4蓝色VCSEL阵列[41]。(a)蓝色VCSEL阵列示意图;(b)在低于阈值条件下工作的蓝色VCSEL阵列的发射图像

2019年,蓝紫光GaNVCSEL在增大输出功率和减小阈值电流方面都取得了突破。斯坦雷电气公司[41]制造了一个16×16的二维GaNVCSEL阵列,如图4所示,得益于高质量的AlInN/GaNDBR及SiO2埋入式结构,该阵列的总输出功率达到了1.19W。索尼公司[38....

图1基于GaN的三种不同结构的VCSEL示意图。(a)全外延DBR[13];

为了解决氮化物DBR制备中存在的问题,研究人员采用了较低的外延生长温度[77]以及在AlN基板上生长[78]等可以帮助改善应变问题并获得高质量AlN/GaN异质界面的方法。Ive等[79]在6H-SiC(0001)晶片上生长了没有缓冲层的AlN/GaNDBR,并证明了该结构可以....

图3具有不同结构的GaNVCSEL中的热通量分布[94]。(a)具有AlN/GaNDBR的结构A;

图3(a)和图3(b)分别显示了具有AlN/GaN和AlInN/GaN底部DBR的结构A的热通量曲线。对于这两个结构,有源区内的温升ΔT分别为14.3K和29K,分别对应于通过Rth=ΔT/(UthIth)计算出的397K/W和806K/W的热阻,式中Rth、ΔT、Uth....

本文编号：3937263