基于隧道结级联多层宽分布量子点有源区的1550nm 高功率半导体光放大器研究

This project focus on the insistent demand of space optical conmunication on compact,radiation-harened semiconductor optical amplifier（SOA）with high gain, high power and broad band. According to the defects of tradiational SOA which cannot achieve high gain and high saturation output power simultaneously, a new scheme based tunnel junction cascade multilayer quantum dot（QD） as active layer has been proposed. The new scheme of SOA can achieve high saturation output power, high gain and broad band simultaneously. A series of physical mechanism, such as carrier tunnelling, optical absorbtion of material and the growth kinetics of quantum dot, will be studied. Meanwhile a series of technical issues, such as high concentration and high abrupt interface doping, size control of QD will be investigated. A prototype device will be finally prepared through combining advanced device fabrication process and device test technology.

本项目围绕空间光通信对小型化、抗辐照、高增益、高功率、大带宽SOA的迫切需求，针对目前SOA采用方案中仅依靠器件结构无法同时获得高增益与高饱和输出功率的缺陷，提出采用基于隧道结级联多层宽分布QD有源区结构的SOA方案，使SOA同时具有高饱和输出功率、高增益、高带宽的特点。深入研究隧道结中的载流子隧穿机制、材料的光学吸收、QD生长动力学等物理机理问题；研究高浓度、高界面陡峭度掺杂、QD尺寸调控等技术问题，并结合先进的器件制备工艺、器件测试技术，最终使原理器件得以实现。

本项目的研究目标是围绕空间光通信对小型化、抗辐照、高增益、高功率、大带宽半导体光放大器的迫切需求，针对目前SOA采用方案中仅依靠器件结构无法同时获得高增益与高饱和输出功率的缺陷，提出采用基于隧道结级联多层宽分布QD有源区结构的SOA方案，使SOA同时具有高饱和输出功率、高增益、高带宽的特点。深入研究隧道结中的载流子隧穿机制、材料的光学吸收、QD生长动力学等物理机理问题；研究高浓度、高界面陡峭度掺杂、QD尺寸调控等技术问题，并结合先进的器件制备工艺、器件测试技术，最终使原理器件得以实现。