光探测器芯片的高频特性测量

为了克服用共面探针测量光探测器芯片的高频特性对电极结构的限制,提出了一种精确测量光探测器芯片的阻抗和频率响应的新方法.对于任意电极结构的探测器芯片,首先把芯片与测试夹具连接,通过一系列的校准和测量,可以得到夹具的S参数,进而利用微波理论扣除整个测试夹具的影响,得到探测器芯片的S参数,计算出光探测器的阻抗和频率响应特性.用该方法对P极和N极共面的光探测器芯片的阻抗和频率响应特性进行了测量,并与直接用微波探针测量的结果相比较,验证了该方法在50 MHz～16 GHz的频率范围内的正确性.

表面态型半导体可饱和吸收镜实现Nd:YAG激光器被动锁模

砷化镓半导体材料与空气接触的表面存在密度很高的电子表面态,砷化镓材料内部的电子可以通过这种表面进行驰豫,驰豫时间估计在ps量级.依此原理,制作了一种新型的表面态型半导体可饱和吸收镜,用其作为被动锁模吸收体,实现了半导体端面泵浦Nd:YAG激光器被动连续锁模.在泵浦功率为4 W的情况下,获得了连续锁模脉冲序列,重复频率150 MHz,锁模脉冲平均输出功率为300 mW,脉冲宽度为10 ps.

Stable mode-locking in an Yb:YAG laser with a fast SESAM

Stable mode-locking in a diode-pumped Yb:YAG laser was obtained with a very fast semiconductor saturable absorber mirror (SESAM). The pulse width was measured to be 4 ps at the central wavelength of 1047 nm. The average power was 200 mW and the repetition rate was 200 MHz.

半导体可饱和吸收镜自启动的Kerr锁模Cr~(4+)∶YAG激光器

采用传统的X型像散腔,利用一块精心设计的半导体可饱和吸收镜(SESAM)做启动元件,实现了自启动的Kerr锁模Cr4+∶YAG激光器.输出脉冲的最窄脉宽小于80 fs,脉冲重复频率为120 MHz,脉冲峰值功率可以达到100 W以上.

掺铒GaN薄膜的背散射/沟道分析和光致发光研究

采用背散射(RBS)/沟道(channeling)分析和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究了掺铒GaN薄膜的晶体结构和光致发光(PL)特性.背散射/沟道分析结果表明:随退火温度的升高,薄膜中辐照损伤减少;但当退火温度达到1000℃,薄膜中的缺陷又明显增加.Er浓度随注入深度呈现高斯分布.通过沿GaN的<0001>轴方向的沟道分析,对于900℃,30min退火的GaN:Er样品,Er在晶格中的替位率约76%.光谱研究表明:随退火温度的升高,室温下样品的红外PL峰强度增加;但是当退火温度达到1000℃,样品的PL峰强度明显下降;测量温度从15K变化到300K时,样品(900℃,30min退火的GaN:Er)的1540nm处PL温度猝灭为30%.

紧缩型SOI多模干涉光开关的设计

提出了一种新的紧缩型SOI多模干涉（MMI）光开关。开关由单模输入输出波导和MMI耦合器组成。通过在多模波导区域引入调制区，利用Si的等离子色散效应（PDE）改变调制区的折射率来实现开关动作。用FD-BPM方法对开关的工作原理和性能进行了模拟与分析。结果表明，光开尖良好的综合性能，而整个开关的长度只有7mm。

快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响

采用micro-Raman散射、傅里叶变换红外吸收谱和光致发光谱研究了快速热退火及氢等离子体处理对等离子体增强化学气相沉积法200 ℃衬底温度下生长的富硅氧化硅（SRSO）薄膜微结构和发光的影响。研究发现在300-600 ℃范围内退火，SRSO薄膜中非晶硅和SiO_x:H两相之间的相分离程度随退火温度升高趋于减小；而在600-900 ℃范围内退火，其相分离程度退火温度升高又趋于增大；同时发现SRSO薄膜发光先是随退火温度的升高显著加强，然后在退火温度达到和超过600 ℃后迅速减弱；发光峰位在300 ℃退火后蓝移，此后随退火温度升高逐渐红移。对不同温度退火后的薄膜进行氢等离子体处理，发光强度不同程度有所增强，发光峰位有所移动，但不同温度退火样品发光增强的幅度和峰位移动的趋势不同。分析认为退火能够引起薄膜中非晶硅颗粒尺度、颗粒表面结构状态以及氢的存在和分布等方面的变化。结果表明不仅颗粒的尺度大小，而且颗粒表面的结构状态都对非晶硅颗粒能带结构和光生载流子复合机理发挥重要影响。

Growth of Cubic GaN by MOCVD at High Temperature

High quality cubic GaN (c-GaN) is grown by metalorganic vapor deposition (MOCVD) at an increased growth temperature of 900 ℃, with the growth rate of 1.6 μm/h. The full width at half maximum (FWHM) of room temperature photoluminescence (PL) for the high temperature grown GaN film is 48meV. It is smaller than that of the sample grown at 830 ℃. In X-ray diffraction (XRD) measurement, the high temperature grown GaN shows a (002) peak at 20° with a FWHM of 21'. It can be concluded that, although c-GaN is of metastable phase, high growth temperature is still beneficial to the improvement in its crystal quality. The relationship between the growth rate and growth temperature is also discussed.

用硅离子注入SiO_2层方法制备的纳米硅的光学性质

报道了用硅离子注入热氧化生长的SiO_2层后热退火的方法制备纳米硅样品,并在室温下测量了样品的光致发光谱及其退火温度的关系。实验结果表明,在800℃以下退火的样品的发光是由于离子注入而引入SiO_2层的缺陷发光,在900℃以上退火,才观察到纳米硅的发光,在1100℃下退火,纳米硅发光达到最强,纳米硅的发光峰随退火温度升高而红移呈量子尺寸效应。在直角散射配置下,首次观察到纳米硅的特征拉曼散射峰,进一步证实了光致发光谱的结果。

氢化非晶氧化硅薄膜的微结构及光致发光的研究

利用等离子增强化学气相沉积技术制备了一组含量不同的氢化非晶氧化硅(a-SiO_x:H)薄膜,室温下在550～900 nm的波长范围内观察到了两个强的发光带:一个是由峰位在670 nm(1.85 eV)左右的主峰和峰位在835 nm(1.46 eV)的伴峰组成的包络,另一个只能在氮气氛中1170℃退火后的样品中观测到,峰位大约在850 nm。通过对红外谱和微区Raman谱的分析,认为这二个发光带可能分别与存在于薄膜中的a-Si原子团和Si纳米晶粒有关。

含纳米锗粒二氧化硅薄膜的光致发光研究

以锗-二氧化硅(GSO)复合靶作为溅射靶,改变靶上锗与总靶面积比为0％,5％和10％, 用射频磁控溅射方法在p型硅衬底上沉积了含锗量不同的三种二氧化硅薄膜。各样品分别在氮气氛中经过300至900℃不同温度的退火处理。通过对样品所作Raman散射光谱的分析，发现随着锗在溅射靶中面积比的增加，所制备的氧化硅薄膜中纳米锗粒的平均尺寸在增大。确定出随着退火温度由600℃升高到900℃，GSO(5％)样品中纳米锗粒的平均直径由5.4nm增至9.5nm。含纳米锗粒大小不同的二氧化硅薄膜的光致发光谱中都存在位于2.1eV的发光峰，它并不随纳米锗粒的存在与否或纳米锗粒的尺寸而改变，对于以纯二氧化硅靶制备的二氧化硅膜的光致发光谱中还多出两个位于1.9和2.3eV的发光峰。以上实验结果与量子限制模型的推论相矛盾，却可用量子限制/发光中心模型予以解释。

低阈值电流密度InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器

利用分子束外延技术,生长了极低阈值电流密度、低内损耗、高量子效率的InGaAs/GaAs/AlGaAs应变量子阱激光器。在腔长900μm时，80μm宽接触激光器阈值电流密度是125A/cm~2,在腔长为2000μm时是113A/cm~2,这样低的阈值电流密度是目前国内报道的最低值。激光器的内损耗和内量子效率分别是2cm~(-1)和84％。