书书书
第
３６
卷
第
８
期
中
国
激
光
Ｖｏｌ．３６
，
Ｎｏ．８
２００９
年
８
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
犃狌
犵
狌狊狋
，
２００９
文章编号：
０２５８７０２５
（
２００９
）
０８１９６３０５
微透镜集成大功率垂直腔面发射激光器
王贞福
１
，
２
宁永强
１
张
岩
１
，
２
史晶晶
１
，
２
李
特
１
，
２
崔锦江
１
，
２
刘光裕
１
，
２
张
星
１
，
２
秦
莉
１
孙艳芳
１
刘
云
１
王立军
１
１
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室，吉林 长春
１３００３３
２
中国科学院研究生院，北京
（ ）
１０００３９
摘要
为了改善大功率垂直腔面发射激光器（
ＶＣＳＥＬ
）的模式特性，在
ＧａＡｓ
衬底上采 用限 制扩散 湿法 刻蚀技 术制
作出了不同曲率半径的微透镜
，与
Ｐ
型和
Ｎ
型分布式布拉格反射 镜（
ＤＢＲ
）构 成复合 腔结 构，可 以对腔 内模 式进行
选择
。有源区采用新型的发射波长为
９８０ｎｍ
的
ＩｎＧａＡｓ
／
ＧａＡｓ
应变 量子 阱，包括
９
对
Ｉｎ
０．２
Ｇａ
０．８
Ａｓ
（
６ｎｍ
）／
Ｇａ
０．１８
Ａｓ
０．８２
Ｐ
（
８ｎｍ
）量子阱，有源区直径
１００
μ
ｍ
，微透镜直径
３００
μ
ｍ
，曲率半径
９５９．８１
μ
ｍ
，表面粗糙度
１３ｎｍ
。室温下，
器件连续输出功率大于
１８０ｍＷ
，阈值电流
２００ｍＡ
，远场发散角半角宽度分别为
７．８°
和
８．４°
，并且与没有微透镜 的
垂直腔面发射激光器输出特性进行了比较。
关键词
激光器；垂直腔面发射激光器；微透镜；横模；远场发散角
中图分类号
ＴＮ２４８．４
文献标识码
Ａ
犱狅犻
：
１０．３７８８
／
犆犑犔２００９３６０８．１９６３
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犵
犔犪狊犲狉狊
犠犪狀
犵
犣犺犲狀犳狌
１
，
２
犖犻狀
犵
犢狅狀
犵狇
犻犪狀
犵
１
犣犺犪狀
犵
犢犪狀
１
，
２
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犵犼
犻狀
犵
１
，
２
犔犻犜犲
１
，
２
犆狌犻犑犻狀
犼
犻犪狀
犵
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，
２
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犵狔
狌
１
，
２
犣犺犪狀
犵
犡犻狀
犵
１
，
２
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１
犛狌狀犢犪狀犳犪狀
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１
犔犻狌犢狌狀
１
犠犪狀
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犔犻
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１
１
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，
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，
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狔
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，
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狅
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犵
犮犺狌狀
，
犑犻犾犻狀
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，
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２
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狔
狅
犳
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狅
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，
犅犲犻
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犵
１０００３９
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烄
烆
烌
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犐狀狅狉犱犲狉狋狅犻犿
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犺
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犲犿犻狋狋犻狀
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犾犪狊犲狉狊
（
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），
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犵
犺
狆
狅狑犲狉犪狀犱狊犻狀
犵
犾犲狋狉犪狀狊狏犲狉狊犲 犿狅犱犲 犫
狔
犳狅狉犿犻狀
犵
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狔
狅狀犲狊狋犲
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犱犻犳犳狌狊犻狅狀
犾犻犿犻狋犲犱狑犲狋犲狋犮犺犻狀
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狋犲犮犺狀犻
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狌犲狊狅狀犌犪犃狊狊狌犫狊狋狉犪狋犲．犃狀狅狏犲犾犿犪狋犲狉犻犪犾狊狋狉狌犮狋狌狉犲狑犻狋犺狀犻狀犲犐狀
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犌犪
０．８
犃狊
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６狀犿
）／
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０．８２
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）
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狌犪狀狋狌犿 狑犲犾犾狊犻狊犲犿
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犾狅
狔
犲犱狋狅犲犿犻狋狋犺犲狑犪狏犲犾犲狀
犵
狋犺狅犳９８０狀犿．犜犺犲犱犻犪犿犲狋犲狉狅犳狋犺犲犪犮狋犻狏犲犾犪
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犿
，
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μ
犿．犜犺犲犮狌狉狏犪狋狌狉犲狉犪犱犻狌狊狅犳９５９．８１
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狅狑犲狉犻狊１８０ 犿犠犻狀犮狅狀狋犻狀狌狅狌狊狑犪狏犲
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犲狉犪狋犻狅狀犪狋狉狅狅犿狋犲犿
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犵
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θ
∥
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θ
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狅犳狋犺犲狊犻狀
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１５００犿犃犻狊７．８°
，
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，
狉犲狊
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犲犮狋犻狏犲犾
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．犜犺犲狅
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犲狉犪狋犻狅狀
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犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲犫犲狋狑犲犲狀犿犻犮狉狅犾犲狀狊犻狀狋犲
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狑狅狉犱狊
犾犪狊犲狉狊
；
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狊狌狉犳犪犮犲犲犿犻狋狋犻狀
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犾犪狊犲狉狊
；
犿犻犮狉狅犾犲狀狊
；
狋狉犪狀狊狏犲狉狊犲犿狅犱犲
；
犳犪狉犳犻犲犾犱犱犻狏犲狉
犵
犲狀犮犲犪狀
犵
犾犲
收稿日期：
２００９０４２１
；收到修改稿日期：
２００９０５１８
基金项目：国家自然科学基金（
６０６３６０２０
，
６０６７６０３４
，
６０４７６０２９
，
６０５７７００３
，
６０８７６０３６
，
６０７０６００７
）资助项目。
作者简介：王贞福（
１９８２
—），男，博士研究生，主要从事半导体光电子器件等方面的研究。
Ｅｍａｉｌ
：
ｗｚｆ２７１８
＠
１２６．ｃｏｍ
导师简介：宁永强（
１９６５
—），男，研究员，博士生导师，主要从事新型半导体激光器及其相关物理等方面的研究。
Ｅｍａｉｌ
：
ｎｉｎ
ｇｙｑ
＠
ｃｉｏｍ
ｐ
．ａｃ．ｃｎ
（通信联系人）
１
引
言
垂直腔面发射激光器（
ＶＣＳＥＬ
）的有源 区很薄，
腔长很短，极易 实 现单纵模 工 作。但是 垂 直腔面发
射激光器的 有 源 区 和 出 光 窗 口 具 有 一 定 的 横 向 宽
度，因此会有一 些 横模被激 发 出来。有 源 区载流子
和多种横模 的 光 子 的 相 互 作 用 导 致 的 空 间 烧 孔 效
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