半导体激光器线宽展宽因子的理论与实验研究

摘要

本文从Henry提出的基本理论出发，考虑了带间跃迁、带隙收缩和自由载流子的吸收三方面因素对线宽展宽因子(α因子)的影响，给出了一种计算半导体激光器α因子的简单方法。这种方法能够通过光子能量对载流子浓度的微分和微分增益实现α因子的简便计算。
　　模拟计算了GaAs、InP和InAs体材料的增益谱，得到了三种材料的线宽展宽因子，发现对于带隙较宽和导带有效质量较大的材料，可以忽略自由由载流子吸收的影响。由于量子阱激光器具有增益、功率和线宽等优势以及其实用价值，着重研究了InGaAs/GaAs量子阱激光器的增益谱和α因子，讨论了量子阱阱宽、In组分和不同温度对应的阈值载流子浓度对α因子的影响。结果表明，α因子随阱宽和In组分的增加而增加，随着阈值载流子浓度的增加而降低。
　　通过对1.06μmInGaAs/GaAs量子阱阱宽和In组分的选择，制备了小α因子的激光器。实验测量了激光器的α因子，分析了引起理论和实验值差别的原因可能是温度的升高以及有源区材料的缺陷和位错。