InGaAs/InGaAsP量子阱激光器带隙蓝移实验研究

"这篇论文是2001年发表在北京师范大学学报（自然科学版）的一篇自然科学类论文，主要探讨了InGaAs/InGaAsP量子阱激光器材料的带隙蓝移现象，旨在优化光开关器件中的光波导性能，减少传输损耗。" 在光电子学领域，InGaAs/InGaAsP量子阱激光器是一种广泛用于1.3微米或1.55微米波段的光学通信设备。论文中，研究者们进行了系列实验以调整这些激光器的带隙，以适应光开关器件的需求。带隙蓝移是指半导体材料的禁带宽度增加，导致吸收或发射光子的能量升高，从而改变其工作波长。 实验采用的是离子注入增强扩散技术，通过注入能量在1-2MeV、注量在1-5X10^13 cm^-2范围内的P+离子到InGaAs/InGaAsP量子阱激光器结构中，然后在700℃的温度下进行快速热退火90秒。这样的处理导致光致发光谱的峰值发生蓝移，范围在9-89纳米之间。蓝移量与注入能量和注量正相关，尤其是注入能量的影响更为显著。 光集成电路（PIC）是光通信系统中的关键组件，由各种光电元件通过光波导连接。在设计光开关时，期望光波导的禁带宽度略大于光放大器，以降低传输损耗。论文指出，通过量子阱混合技术实现带隙蓝移，可以有效地调整同一单片上不同区域的禁带宽度，这种方法相比于再生长技术和选择性外延生长，具有简便、低成本且界面质量可控的优点。 量子阱混合技术依赖于元素组分的梯度和高温退火过程中的互扩散，导致禁带宽度增大。过去的研究已经尝试了离子注入、杂质空位扩散和局域激光退火等方法，但离子注入因其操作简便和效果显著而受到更多关注。InGaAs/InGaAsP材料体系因其优良的光学性质和适合1.3微米或1.55微米波长激光器的特点，成为了研究的重点。 这篇论文深入研究了InGaAs/InGaAsP量子阱激光器的带隙蓝移现象，通过离子注入和热退火处理，成功实现了带隙的调控，对于优化光开关器件的性能和减少光波导损耗提供了理论和技术支持。这一研究结果对于提高光通信系统的效率和稳定性具有重要意义。