基于Sb化物窄带量子阱的3微米波段中红外高功率激光器研究

基本信息
批准号:61435012
项目类别:重点项目
资助金额:370.00
负责人:倪海桥
学科分类:
依托单位:中国科学院半导体研究所
批准年份:2014
结题年份:2019
起止时间:2015-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:贺振宏,张宇,任正伟,王国伟,尚向军,张立春,向伟,邢军亮,徐建星
关键词:
Sb化物中红外窄带量子阱高功率激光器
结项摘要

With the continuous deepening of investigations of infrared technology and rapid extending of applications of infrared equipments, high performance semiconductor lasers to be operated at mid-infrared "atmospheric window" wavelength have been so far a hot topic in research areas of infrared devices around the world.Based on the analytical conclusions about disadvantages of quantum wells (QWs) and quantum cascades lasers,we propose to open new project for the study of multi-element antimonide narrow-band QWs lasers. The finite difference method and empirical tight binding method will be performed to build design model of narrow energy band stturctures of the QWs with either multi-element barrier or superlattice numeral alloy barrier.The Molecular Beam Epitaxy growth technique of Sb compound materials of the QWs lasers will be investigated. The spectroscopy and microscopy for characteristics of infrared optoelectronic physics for the QWs lasers will be established. Based on analyses of infrared characteristics of the QWs material, the laser structures and fabrication processing techniques will be optimized to improve the photoelectric conversion efficiency of the device. 3 μm mid-infrared lasers will be finally demonstrated. The special packaging technique and reliability experiments of the lasers for IR airborne platform will be carried out thus to form a groundwork for equipment applications.

随着红外技术研究的不断深入及其装备应用的迅速扩大,可广泛应用于中红外“大气窗口”波段的半导体高性能激光器研究成为目前国际红外器件领域的研究热点。本项目针对半导体量子阱和量子级联激光器的特点和存在的瓶颈问题,提出开展多元Sb化物窄带量子阱3微米激光器研究。基于一维有限差分方法(FDM)结合经验紧束缚方法(ETBM)理论模型,研究多元势垒窄带量子阱和超晶格数字合金势垒量子阱的设计方案,掌握多元Sb化物异质结材料的分子束外延(MBE)生长关键技术,建立半导体低维材料和器件中波红外光电物理性质的光谱、电镜测试分析平台。基于对量子阱材料红外光电特性分析,通过优化激光器结构设计和制备工艺,提升电光转换效率。在制备出3微米波段高功率室温连续激射激光器基础上,针对机动平台红外预警对抗装置应用开展激光器封装技术及可靠性实验研究,为最终实现装备应用奠定基础。

项目摘要

随着红外技术研究的不断深入及其装备应用的迅速扩大,可广泛应用于中红外“大气窗口.”波段的半导体高性能激光器研究成为目前国际红外器件领域的研究热点。本项目针对半导体量子阱和量子级联激光器的特点和存在的瓶颈问题,提出开展多元Sb化物窄带量子阱3微米激光器研究。基于一维有限差分方法(FDM)结合经验紧束缚方法(ETBM)理论模型,研究多元势垒窄带量子阱和超晶格数字合金势垒量子阱的设计方案,掌握多元Sb化物异质结材料的分子束外延(MBE)生长关键技术,建立半导体低维材料和器件中波红外光电物理性质的光谱、电镜测试分析平台。基于对量子阱材料红外光电特性分析,通过优化激光器结构设计和制备工艺,提升电光转换效率。在制备出3微米波段高功率室温连续激射激光器基础上,针对机动平台红外预警对抗装置应用开展激光器封装技术及可靠性实验研究,为最终实现装备应用奠定基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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