發(fā)布時(shí)間：2020-03-18 22:54

【摘要】：近年來,隨著對(duì)半導(dǎo)體激光器需求的日益增長(zhǎng),性能優(yōu)異、易大規(guī)模集成的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器VCSEL成為一個(gè)研究熱點(diǎn),研制出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反射效率高、易大規(guī)模制備集成的腔面反射鏡以取代傳統(tǒng)的布拉格反射鏡(DBRs)成為新型VCSEL中一個(gè)亟待解決的問題。本論文采用嚴(yán)格耦合波理論,設(shè)計(jì)分析了三種(含有一對(duì)DBRs的反射鏡、具有SiO_2光柵層的反射鏡、含有一對(duì)DBRs與SiO_2光柵層的反射鏡)具有不同結(jié)構(gòu)的2μm波段TM模亞波長(zhǎng)光柵反射鏡。反射鏡均在2μm波段具有高反射率寬帶寬(反射率R99.9%,其帶寬寬度超過180nm)的同時(shí)表現(xiàn)出偏振性,以及較大的制作容差,并用等效介質(zhì)理論簡(jiǎn)要分析了反射鏡的相關(guān)特性。結(jié)果表明,含有一對(duì)DBRs和SiO_2光柵層的反射鏡在反射率R99.9%的帶寬可達(dá)310nm,寬范圍的制作容差可使其應(yīng)用于VCSEL上的大規(guī)模制備集成。
【圖文】：

R.Wang 等人在 2013 年報(bào)道了在中心波長(zhǎng) 2.3μm 處可應(yīng)用于 VCSEL 上的具有寬高反射帶的高對(duì)比度亞波長(zhǎng)光柵（HCG）。M Gebski 等人在 2016 年使用未摻雜的 GaAs 作為 HCG 設(shè)計(jì)了 980nmVCSEL，并分析了 HCG 與 DBRs 結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成上腔面反射鏡對(duì) VCSEL 的限制因子的影響[34]，以及這種組合構(gòu)成的上腔反射鏡對(duì) VCSEL 基本光強(qiáng)分布。同在 2016 年 E Haglund 等人首次使用不同光柵參數(shù)的 HCG 研究分析了 VCSEL 的波長(zhǎng)調(diào)諧范圍及其相關(guān)影響[35]，研究小組采用GaAs 材料的懸空 HCG 作為可調(diào)諧上腔反射鏡實(shí)現(xiàn)了激光器的寬范圍調(diào)諧。2017年，T Czyszanowski 等人采用金屬亞波長(zhǎng)光柵作為 VCSEL 的上腔反射鏡，使用三維全矢量光學(xué)模型分析多種半導(dǎo)體中金屬亞波長(zhǎng)光柵在各種波長(zhǎng)范圍內(nèi)的特性[36]。

圖 1.1 用于 2.3μm 波段 TM 模 VCSEL 的 HCG，，饒小紅等人通過嚴(yán)格耦合波衍射理論在理論上研特性，對(duì)亞波長(zhǎng)光柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)作 FDTD 基礎(chǔ)上研究了亞波長(zhǎng)光柵的反射特性，并通刻蝕等方法在硅片上成功制備，實(shí)際測(cè)試結(jié)果其反射的擬合[37]。2013 年華僑大學(xué)研究設(shè)計(jì)了一種 2T 型全所示），可適用于 VCSEL 上，這種光柵不僅提供極而且反射率與入射角度無關(guān)[38]。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2589300