垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）相比邊發(fā)射半導體激光器在光場模式、調(diào)制速率、輸出功率、批量制造等方面更有優(yōu)勢,因而該類器件的研制一直都是半導體光電子器件方向的重要分支之一。近幾年,隨著VCSEL器件在消費電子、3D感測、虛擬現(xiàn)實、激光照明、激光武器、激光制導等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用,有關(guān)VCSEL器件設(shè)計和生長制作的科學研究和技術(shù)攻關(guān)越來越受到國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的重視。本文主要針對應用于紅外照明的976nm大功率VCSEL開展工作,研究內(nèi)容包括:976 nm大功率VCSEL的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算,DBR結(jié)構(gòu)的材料特性測試分析,濕法氧化工藝研究,器件制作流程設(shè)計等,主要得出以下結(jié)論:基于傳輸矩陣理論,對DBR結(jié)構(gòu)進行了反射特性計算和設(shè)計優(yōu)化:通過應變量子阱理論,對MQW結(jié)構(gòu)進行了理論計算和設(shè)計;最終確定了976nm大功率VCSEL的整體外延材料結(jié)構(gòu)。根據(jù)DBR結(jié)構(gòu)理論計算的結(jié)果,設(shè)計并外延生長了不同摻雜A10.9Ga0.1As/GaAs DBR結(jié)構(gòu),通過XRD搖擺曲線,SEM圖像,ECV測試及低溫光致發(fā)光光譜測試,研究了不同摻雜類型及濃度對DBR結(jié)構(gòu)的材料特性和光學特性的影響。結(jié)果表明,... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

016-2021年全球半導體激光器市場情況預測（來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）

圖 1-2 VCSEL 未來市場規(guī)模趨勢。Fig 1-2 The trends of VCSEL future market scale直腔面發(fā)射激光器簡介直腔面發(fā)射激光器簡稱 VCSEL，是指光出射方向與襯底表面垂直器[10]。此概念最早是由日本東京工業(yè)大學伊賀健一(Kenichi Iga)于，經(jīng)過四十多年的發(fā)展，對 VCSEL 的研究已經(jīng)從材料生長，工藝裝到應用領(lǐng)域的拓展等各個方面均獲得了長足的進展。垂直腔面發(fā)射激光器的結(jié)構(gòu)及特點據(jù)半導體激光器激光出射方式的不同，分為邊發(fā)射半導體激光器和激光器，圖 1-3（a）為 VCSEL 的結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)主要由有源鏡三部分構(gòu)成，光學諧振腔與半導體芯片的襯底互相垂直，激光由。圖 1-3（b）為邊發(fā)射半導體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)主要包下限制層和上下波導層，激光出射方向與諧振腔平行，在橫向和縱光束發(fā)散角度。

圖 1-2 VCSEL 未來市場規(guī)模趨勢。Fig 1-2 The trends of VCSEL future market scale1.1 垂直腔面發(fā)射激光器簡介垂直腔面發(fā)射激光器簡稱 VCSEL，是指光出射方向與襯底表面垂直的半導體激光器[10]。此概念最早是由日本東京工業(yè)大學伊賀健一(Kenichi Iga)于 1977 年提出的，經(jīng)過四十多年的發(fā)展，對 VCSEL 的研究已經(jīng)從材料生長，工藝制作、器件封裝到應用領(lǐng)域的拓展等各個方面均獲得了長足的進展。1.1.1 垂直腔面發(fā)射激光器的結(jié)構(gòu)及特點根據(jù)半導體激光器激光出射方式的不同，分為邊發(fā)射半導體激光器和面發(fā)射半導體激光器，圖 1-3（a）為 VCSEL 的結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)主要由有源區(qū)和上下反射鏡三部分構(gòu)成，光學諧振腔與半導體芯片的襯底互相垂直，激光由芯片表面出射。圖 1-3（b）為邊發(fā)射半導體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)主要包括有源區(qū)，上下限制層和上下波導層，激光出射方向與諧振腔平行，在橫向和縱向具有不同的光束發(fā)散角度。


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