[发明专利]拓宽超辐射发光二极管光谱宽度的不同宽度多量子阱结构

说明书

本发明公开了一种拓宽超辐射发光二极管光谱宽度的不同宽度多量子阱结构，包括层叠设置的：P面电极、P型限制层、P型波导层、有源层、N型波导层、N型限制层、InP衬底、N面电极，有源层包括若干层厚度相异的量子阱层，各层量子阱层之间设置势垒层。有源层为AlGaInAs材料有源层，包括四层量子阱层，厚度分别为7nm、7.5nm、8nm、8.5nm，量子阱层采用In_0.76Ga_0.12Al_0.12As材料，量子阱层之间的势垒层厚度为20nm，势垒层采用Al_0.31Ga_0.18In_0.51As材料。P面电极上表面设置脊型条，脊型条作为P侧电注入区，P面电极上表面、脊型条一侧设置光学吸收区，脊型条倾斜设置。脊型条前后腔面上蒸镀宽光谱增透膜。

技术领域

本发明涉及超辐射发光二极管领域，具体是一种拓宽超辐射发光二极管光谱宽度的不同宽度多量子阱结构。

背景技术

超辐射发光二极管是近些年发展起来的一种半导体发光器件，发光特性介于激光器和发光二极管之间，与半导体发光二极管相比，半导体超辐射二极管具有较高的功率输出和较窄的发散角；和半导体激光器相比，具有较大的光谱宽度、较好的稳定性、理想的光束方向性和很短的相干长度。光功率大可以提高系统精度和灵敏度，宽光谱可以降低光在光纤中因瑞利散射和克尔效应等引起的相干误差，因此超辐射发光器件是光纤陀螺的理想光源。它的出现和发展很大一部分受到光纤陀螺的驱动，并成为一种重要的光源。目前，超辐射发光二极管还广泛应用于波分复用技术、光学相干层析成像技术和可调谐外腔激光器等。目前主要的应用领域都要求超辐射发光二极管在有较大输出功率的同时存在尽可能大的光谱宽度。

目前研制超辐射发光二极管时，主要是在传统激光器结构基础上，通过各种局部结构调整来破坏法布里-珀罗(Fabry-Perot，F-P)型前后腔面之间的光振荡，进而抑制光激射的发生。虽然被抑制，但F-P腔始终存在，或者说始终只有F-P振荡这一种光振荡模式可能存在，电流增加时，光谱宽度则逐渐减小，使得器件输出功率与光谱存在一定的制约关系。当驱动电流增大到一定程度，或抑制部分老化时，器件则发生激射，自发超辐射被激射代替，器件失效。

中国专CN109217106“一种采用多周期表面DFB光反馈系统抑制1550nm SLD器件F-P激射的方法”，该方法主要利用DFB结构加强某些特定波长的光反馈而抑制其他波长的光反馈来加强所需要波长的功率。该方法的缺点是仅靠改进表面结构而没有改进其外延结构，导致其最大输出功率受到明显的制约，当继续加大电流时则导致光谱宽度变窄，超辐射逐渐被激射代替。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拓宽超辐射发光二极管光谱宽度的不同宽度多量子阱结构，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种拓宽超辐射发光二极管光谱宽度的不同宽度多量子阱结构，包括层叠设置的：P面电极、P型限制层、P型波导层、有源层、N型波导层、N型限制层、InP衬底、N面电极，有源层包括若干层厚度相异的量子阱层，各层量子阱层之间设置势垒层。

有源层为AlGaInAs材料有源层，包括四层量子阱层，厚度分别为7nm、7.5nm、8nm、8.5nm，量子阱层采用In_0.76Ga_0.12Al_0.12As材料，量子阱层之间的势垒层厚度为20nm，势垒层采用Al_0.31Ga_0.18In_0.51As材料。