沙特阿拉伯国王阿卜杜拉科技大学(KAUST)声称在工作中实现了迄今为止铟氮化镓(InGaN)分布式反馈(DFB)激光二极管(LD)的最高侧模抑制比(SMSR),这个值为36.9dB。研究人员评论说:“这样可以在各种应用中实现窄线绿色激光二极管,例如原子冷却、光谱学、光学通信。”
窄线发射通常需要外部复杂和庞大的滤波技术,以减少相对于主峰的侧模的存在。一种替代方案是将DFB光栅单片集成到激光二极管的结构中,这种方法在用于红外化合物半导体系统中构造的激光二极管中已经很常见。此外,DFB已应用于蓝色和紫外线InGaN器件,但具有较低的SMSR值。
KAUST研究人员使用了Osram PLP520激光二极管,用聚焦离子束曝光将DFB光栅蚀刻到器件表面中以产生凹槽。假设激光二极管材料中的有效折射率为2.5,光栅周期为4.12μm,目标是输出波长为515nm。 绿色激光二极管的法布里-珀罗(FP)腔长度为905μm,脊宽为4μm。生产了两个装置(A和B),第一个器件A使用DFB,它分为三个阶段(DFB + 1- + 3),部分由22个沟槽/半导体对组成。SMSR随着DFB的延长而增加。在300mA(8.28kA / cm2)连续波电流注入和温度保持在20°C时,没有DFB的原始设备的SMSR为0.2dB,而当DFB建立到第三+3阶段时,SMSR增加先后步进:0.34dB,1.45dB和2.23dB。
研究人员认为改进可能来自制造参数的优化,例如脊宽和长度,光栅顺序和占空比,蚀刻深度和钝化。