600-ваттные лазерные линейки на основе гетероструктур с напряженными квантовыми ямами InAlGaAs и GaAsP спектрального диапазона 800-820 нм / Ладугин М.А., Багаев Т.А., Мармалюк А.А., Лобинцов А.В., Данилов А.И., Сапожников С.М., Симаков В.А.

Высокомощные лазерные линейки и решетки, работающие в ближнем ИК-диапазоне,чрезвычайно актуальны во многих практических задачах, а именно, в накачке активных средтвердотельных лазеров, дальнометрии, полиграфии и медицине. Безусловно, это требует созданияприборов с улучшенными выходными характеристиками - высокой оптической мощностью идлительным сроком службы - что проводит к необходимости дальнейшего совершенствованияконструкции и технологии получения полупроводниковых гетероструктур.В данной работе с целью дальнейшего улучшения выходных параметров лазерных линеек былипроведены комплексные исследования излучательных характеристик согласованных и напряженныхквантоворазмерных структур спектрального диапазона 800-820 нм. Объектами исследования, помимоклассических одиночных квантовых ям на основе AlGaAs, были квантовые ямы GaAsP снапряжениями растяжения (–0.4÷0.5%) и квантовые ямы InAlGaAs с напряжениями сжатия(+0.4÷0.5%), окруженные барьерными слоями широкозонного Al0,4Ga0,6As.Указанные гетероструктуры были получены в условиях метода МОС-гидридной эпитаксии вгоризонтальном кварцевом реакторе на подложках арсенида галлия ориентации (100). Оптимизациярежимов получения (температуры, давления и скорости роста, а также отношения V/III) позволилазаметно увеличить интенсивность фотолюминесценции и уменьшить полуширину спектра для всехисследованных конструкций гетероструктур. Представлены результаты сравнения, обсужденытехнологические и конструктивные преимущества и недостатки каждой из предложенных структур.Особое внимание при проектировании лазерной структуры уделялось профильному легированию рслоев с целью минимизации внутренних оптических потерь и последовательного электрическогосопротивления.Используя полученные данные были выращены эпитаксиальные гетероструктуры иизготовлены на их основе линейки лазерных диодов с длиной резонатора 1.5 мм, собранные намедный теплоотвод через компенсатор. Измерения проводились в квазинепрерывном режименакачки (200 мкс, 20 Гц), в результате которых проанализированы и обсуждены электрические,мощностные и спектральные параметры приборов. По сравнению с традиционными лазернымигетероструктурами с согласованной квантовой ямой, предложенные конструкции на основеGaAsP/AlGaAs и InAlGaAs/AlGaAs позволили снизить пороговый ток, увеличить внешнююдифференциальную эффективность и повысить предельные выходные оптические мощности с 440-500 Вт до 560-600 Вт.