垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL）具有光束質(zhì)量好、動態(tài)單縱模工作、功耗低、波長穩(wěn)定性好等優(yōu)異特性,特別是它易于高密度二維面陣集成,廣泛應(yīng)用于光識別、光互聯(lián)系統(tǒng)、光存儲等領(lǐng)域。近年來隨著材料及工藝技術(shù)改進(jìn),VCSEL在智能手機(jī)人臉識別、無人機(jī)避障、VR/AR、掃地機(jī)器人、家用攝像頭等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用,隨著5G通訊的快速發(fā)展和應(yīng)用,VCSEL將會成為不可或缺的主要元件。然而VCSEL由于分布布拉格反射鏡的引入使得器件的熱效應(yīng)十分嚴(yán)重,特別是在VCSEL集成為陣列器件時(shí),單元器件之間存在熱串?dāng)_現(xiàn)象,使得VCSEL陣列器件的熱效應(yīng)比單管器件的更加嚴(yán)重,從而使器件的閾值增加、輸出功率下降,對器件的工作壽命和可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此,研究VCSEL的熱特性,解決單元器件間的熱串?dāng)_問題,對于提高器件的使用壽命具有特別重要的意義。本文基于VCSEL的相關(guān)熱理論,論述了熱效應(yīng)對VCSEL器件性能產(chǎn)生的影響,通過優(yōu)化陣列單元間距及排布方式改善陣列的熱特性。利用ANSYS軟件進(jìn)行仿真模擬,研究了不同單元間距對熱串?dāng)_現(xiàn)象及熱擴(kuò)... 

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)簡介
        1.1.1 VCSEL的基本結(jié)構(gòu)
        1.1.2 VCSEL的特點(diǎn)及優(yōu)勢
        1.1.3 VCSEL的應(yīng)用
    1.2 808nm VCSEL的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對比分析
    1.3 本論文的研究背景及意義
    1.4 本論文的主要內(nèi)容
第2章 VCSEL熱特性理論基礎(chǔ)
    2.1 溫升對VCSEL性能的影響
        2.1.1 對激射波長的影響
        2.1.2 對閾值電流的影響
        2.1.3 對器件輸出功率的影響
        2.1.4 對器件壽命的影響
    2.2 VCSEL的熱傳輸
    2.3 VCSEL熱產(chǎn)生機(jī)理
    2.4 陣列單元間的熱串?dāng)_
    2.5 本章小結(jié)
第3章 ANSYS熱特性模擬分析
    3.1 有限元法及ANSYS軟件
        3.1.1 有限元法及其特點(diǎn)
        3.1.2 有限元分析軟件—ANSYS
    3.2 ANSYS模型建立及操作流程
        3.2.1 前處理階段
        3.2.2 求解部分
        3.2.3 后處理部分
    3.3 不同陣列間距的穩(wěn)態(tài)熱分析
    3.4 陣列排布方式對溫升的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 VCSEL中 GaAs/AlGaAs的選擇性刻蝕技術(shù)研究
    4.1 刻蝕工藝
    4.2 濕法刻蝕工藝的研究
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原理及方法
        4.2.2 刻蝕速率及形貌分析
    4.3 干法刻蝕工藝的研究
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)原理及方法
        4.3.2 刻蝕速率及形貌分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 808nm VCSEL陣列制備及特性分析
    5.1 808nm VCSEL陣列工藝流程的設(shè)計(jì)
    5.2 808nm VCSEL陣列器件的制備
    5.3 器件特性分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]垂直腔面發(fā)射激光器濕法氧化工藝的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李穎,周廣正,蘭天,王智勇.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2018(12)
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[3]808nm垂直腔面發(fā)射激光器列陣的溫度特性分析[J]. 張金勝,寧永強(qiáng),張金龍,張建偉,張建,王立軍.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2013(12)
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博士論文
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[2]高功率垂直腔面發(fā)射激光器的熱行為特性[D]. 劉迪.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2012
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碩士論文
[1]895nm垂直腔面發(fā)射激光器的制備及光譜分析[D]. 梁靜.長春理工大學(xué) 2019
[2]976nm大功率VCSEL的結(jié)構(gòu)計(jì)算與氧化工藝研究[D]. 張?zhí)旖?西安理工大學(xué) 2018
[3]單模高功率VCSEL的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與特性仿真[D]. 王霞.長春理工大學(xué) 2018
[4]基于表面等離子體的垂直腔面發(fā)射激光器的設(shè)計(jì)和研究[D]. 王文娟.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[5]半導(dǎo)體激光器熱特性分析研究[D]. 何海強(qiáng).長春理工大學(xué) 2015
[6]可見光垂直腔面發(fā)射激光器的熱特性分析[D]. 高亮.長春理工大學(xué) 2014
[7]GaAs/AlGaAs雙波段量子阱紅外探測器關(guān)鍵工藝研究[D]. 孫麗媛.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[8]可見光垂直腔面發(fā)射激光器陣列的研制及熱特性優(yōu)化[D]. 宋小卯.長春理工大學(xué) 2013
[9]808-nm垂直腔面發(fā)射激光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研制[D]. 張艷.中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2011
[10]基于ANSYS的垂直腔面發(fā)射激光器熱特性的研究[D]. 吳志全.長春理工大學(xué) 2011



本文編號：3664033