1.3μm波段InAs/GaAs量子点激光器性能研究

为研究温度变化对器件功率输出性能的影响，测量了不同温度（10～50 ℃）下的激光器的I-P曲线，如图5所示。 

对不同温度下的I-P曲线进行分析，可以得出：激光器的最高工作温度为50 ℃；随温度升高，激光器的最大输出功率降低，从36.6 mW下降到3.9 mW，同时器件斜效率减小，激光器性能迅速下降。这是因为温度升高时填充介质损耗增加，而且载流子散射加剧，使得能够转化为光子的电子-空穴对的数目减少，基态强度变小，从而光增益抵消更多的损耗，净增益变小，性能下降。

特征温度T0 反映的是激光器阈值电流密度的温度稳定性，理论上。但是，由实验测得的特征温度与理论值相比还有很大差距。阈值电流密度Jth 与热沉温度T 的变化满足[13]：

其中，J0 是温度为0 K时的阈值电流密度，T0 为器件的特征温度。可以看出，激光器的阈值电流密度随温度的变化呈现指数关系，即随温度升高，阈值电流密度指数上升，使得器件性能下降。量子点激光器的阈值电流密度随温度的变化关系，如图6所示。

 

利用式（1）和式（2）线性拟合出激光器的特征温度T0 为40 K，J0 为0.4 A/cm2。可以说，特征温度的高低能够直接反映激光器中载流子受温度散射的强弱。提高特征温度,就要加强对载流子的限制。

2.3 电压输出特性

量子点激光器的电压输出性能与激光器工作温度密切相关。因为温度的变化会使有源层内载流子浓度、迁移率以及填充介质的导电性发生变化。为探究温度变化对激光器电压输出性能的影响，测量了不同温度（10～50 ℃）下激光器的I-V曲线，如图7所示。