《半导体光电子学课件》下集4.4条形ld.pptx

§4.4条形LD

一.条形LD由来相对宽面LD：在LD的侧面向无载流子或光子的限制呈现多“光丝”且随电流发生变化。——应用的需要条形LD：有源区或电极（顶面）的宽度器件的宽度侧向提供载流子和光子的限制。

增益引导LD：侧向n差来定现约束2.条形LD的制作条形电极→光刻方法内部形成窄电流通路制作掩模层，形成绝缘带质子轰击，破坏晶格，缺陷增大，形成高阻区

内条限制：采用p-n-p晶体管结构来限制电流制作反型p-n结侧向上对少数载流子扩散限制

条形LD中侧向电流扩展和侧向载流子扩散侧向电流扩展：顶、底电极不对称造成侧向电场分布－－多数载流子在电场作用下侧向的漂移，后果使窄的有源层内载流子浓度分布不均匀。

npnpppnnn侧向载流子扩散非平衡少数载流子在由中心向两侧形成的浓度梯度作用下侧向扩散。限制电流扩展，载流子扩散形成侧向高阻区反向PN结深锌扩散

三.条形LD的波导结构n1n3n2n3n1根据侧向光子限制机制的不同，分为：折射率波导在侧向由形成折射率差台阶波导BH掩埋异质结实数折射率消光系数（吸收/增益）

弱折射率引导激光器脊波导Laser

肋波导Lasers

强折射率引导Lasers为了降低Laser的，提高P-I特性线性和调制响应速率，必须在内部建立侧向折射率台阶

平面有源层掩埋异质结Lasers

非平面有源层掩埋异质结Lasers

增益波导利用有源区侧向的复介电常数的虚部的变化，侧向增益差别造成

种类有：氧化物限制条形结构LD扩散结区限制条形结构LD质子轰击条形结构LD

影响LD性能的主要因素注入电流自由载流子分布条形区的热效应缺点：由载流子变化造成有效折射率降低辐射向无源区渗透→相干性差线宽20MHz多模工作，I↑主模红移优点：可靠性高，制造工艺简单

四.条形LD的优点改善侧向模式，实现侧向基模工作，易于和光纤高效率耦合注入载流子的侧向限制使器件的阈值电流降低有源区产生的热量能通过四个无源区散逸有源区尺寸大小，提高了材料均匀性缺陷减少，与外界隔离，工作可靠性↑

条形激光器限制电流的基本结构增益导引激光器（介电常数虚部、负折射率虚部）折射率引导LD（介电常数实部、负折射率实部）氧化物条形扩散质子弱折射率引导LD强折射率引导LD平面有源层非平面有源层

五.条形LD的发展方向提高激光器工作寿命和长期工作可靠性，降低阈值电流。百万小时，25年。扩展工作波长，长波长和可见波LD的研究制造窄线宽，单纵模满足高速调制LD、DFB、DBR。提高LD输出功率，相干性↑