【摘要】：本文基于國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“高線性激光器和高飽和功率光探測(cè)器陣列芯片”(項(xiàng)目編號(hào):2015AA016901),為研制適用于長(zhǎng)距離光通信的1310nm四通道半導(dǎo)體激光器芯片,用ALDS仿真軟件對(duì)分布反饋式半導(dǎo)體激光器(Distributed feedback semiconductor laser diode,DFB LD)的光柵類型、刻蝕位置、分布耦合系數(shù)、多相移等進(jìn)行分析優(yōu)化。并與武漢光迅科技公司、中科院半導(dǎo)體研究所合作,對(duì)設(shè)計(jì)出的激光芯片進(jìn)行生產(chǎn)與測(cè)試。本論文主要包括以下幾方面的研究?jī)?nèi)容:1、通過(guò)對(duì)AlGaInAs/InP材料體系與InGaAsP/InP材料體系進(jìn)行分析對(duì)比,最終選用AlGaInAs/InP材料體系制備DFB LD。2、在大量ALDS仿真實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比,發(fā)現(xiàn)為了改善激光器的光場(chǎng)聚集,優(yōu)化空間燒孔效應(yīng),決定采用折射率耦合型的非對(duì)稱相移光柵,并且將光柵生長(zhǎng)在有源層的上層。在實(shí)際的制備過(guò)程中,用低損傷ICP干蝕法和E-beam曝光法對(duì)光柵的占空比、高度等進(jìn)行精確刻蝕,有助于優(yōu)化空間燒孔效應(yīng),使馳豫振蕩頻率得到提高,有助于芯片高速調(diào)制。3、用MOCVD法對(duì)芯片進(jìn)行外延生長(zhǎng),并且根據(jù)實(shí)際需要,改變生長(zhǎng)條件,確定生長(zhǎng)方案,得到優(yōu)質(zhì)的外延片,進(jìn)而制備出能實(shí)現(xiàn)高線性大功率直接調(diào)制的1310nm四通道DFB LD。4、借助LD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和激光材料仿真軟件ALDS,對(duì)激光芯片的材料體系進(jìn)行對(duì)比,器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,并對(duì)芯片的各項(xiàng)性能進(jìn)行優(yōu)化,最終得到閾值電流、波長(zhǎng)、SMSR等技術(shù)參數(shù),為后續(xù)的分析過(guò)程提供基礎(chǔ)。最終成功研制出1310nm(高頻響應(yīng)覆蓋12GHz以下頻率范圍)四通道,單信道芯片出光功率大于10dBm的激光陣列芯片樣品。而且,樣品芯片測(cè)試結(jié)果表明,所研制的激光芯片各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了項(xiàng)目要求,且多數(shù)優(yōu)于項(xiàng)目要求。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN248.4

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本文編號(hào)：2670464