近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,現(xiàn)代化建設(shè)越來越先進(jìn),社會已經(jīng)進(jìn)入了以大數(shù)據(jù)為中心的信息時(shí)代。以光纖為傳輸鏈路的光互連技術(shù)越來越成熟,近些年來光纖傳輸數(shù)據(jù)向著傳輸速度高、傳輸量大、傳輸損耗小的方向發(fā)展,光互連技術(shù)也以不可逆轉(zhuǎn)之勢迅速占領(lǐng)市場,垂直腔面發(fā)射激光器作為光纖傳輸鏈路的光源也受到越來越多的關(guān)注。垂直腔面發(fā)射激光器是一種新型的半導(dǎo)體激光器,激光出射方向垂直于諧振腔表面,具有體積小、低功耗、低閾值電流、高溫度穩(wěn)定性、高速調(diào)制、輸出光斑近圓形易于光纖耦合、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。隨著光互聯(lián)、光通信對高帶寬,低功耗的需求,高性能垂直腔面發(fā)射激光器成為該領(lǐng)域的主流光源,所以優(yōu)化垂直腔面發(fā)射激光器性能,提高其調(diào)制速度和調(diào)制帶寬,降低功耗,具有重要意義。本論文的主要內(nèi)容圍繞垂直腔面發(fā)射激光器的制備工藝以及激光器的性能優(yōu)化展開,性能優(yōu)化主要依托相關(guān)理論對激光器的相關(guān)性能進(jìn)行了理論模擬分析。本論文的具體研究內(nèi)容如下:首先,本文簡單介紹了垂直腔面發(fā)射激光器的研究背景及意義,并對垂直腔面發(fā)射激光器的研究進(jìn)展做了一些總結(jié),根據(jù)這些總結(jié)了得出一些優(yōu)化垂直腔面發(fā)射激光器的方法,另外對垂直腔面發(fā)射激光器的應(yīng)用做了簡單介紹...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 VCSEL的簡介
    1.2 高速VCSEL的研究背景
    1.3 高速VCSEL的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀
        1.3.1 VCSEL在調(diào)制速度和高溫特性方面的發(fā)展
        1.3.2 VCSEL在長波長領(lǐng)域的研究進(jìn)展
        1.3.3 VCSEL在高溫和能量效率方面的研究現(xiàn)狀
    1.4 高速VCSELs的研究困難及未來的發(fā)展方向
    1.5 本論文的研究工作
2 高速VCSELs的理論基礎(chǔ)
    2.1 垂直強(qiáng)面發(fā)射激光器的結(jié)構(gòu)
    2.2 VCSEL的基本理論
        2.2.1 VCSEL的內(nèi)部響應(yīng)
        2.2.2 外部寄生響應(yīng)
    2.3 高速VCSEL的基本特性
        2.3.1 分布式布拉格反射鏡
        2.3.2 閾值增益
        2.3.3 光限制因子
        2.3.4 閾值電流密度
        2.3.5 縱模特性
        2.3.6 PAM4調(diào)制模式
    2.4 隧道結(jié)的理論基礎(chǔ)
        2.4.1 PN結(jié)原理
        2.4.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?br>        2.4.3 PN結(jié)的耗盡層寬度
    2.5 本章小結(jié)
3 VCSEL的制備
    3.1 外延生長技術(shù)
    3.2 光刻技術(shù)
    3.3 刻蝕技術(shù)
    3.4 薄膜生長工藝
    3.5 BCB平坦化工藝
        3.5.1 非光敏BCB工藝
        3.5.2 光敏BCB工藝
    3.6 VCSEL的制備
        3.6.1 制備垂直腔面發(fā)射激光器的工藝流程:
        3.6.2 各步驟工藝參數(shù)
        3.6.3 工藝注意事項(xiàng)
    3.7 實(shí)驗(yàn)失敗工藝總結(jié)
    3.8 本章小結(jié)
4 高速VCSEL的熱性能
    4.1 高速VCSEL的熱性能分析及優(yōu)化
    4.2 熱性能的基本理論
        4.2.1 熱阻的提取
        4.2.2 熱性能對調(diào)制帶寬的影響分析
        4.2.3 理論模型
    4.3 影響有源區(qū)溫度的結(jié)果分析
        4.3.1 氧化孔徑對有源區(qū)溫度的影響
        4.3.2 氧化限制層的厚度對有源區(qū)溫度的影響
        4.3.3 外部驅(qū)動(dòng)電流對有源區(qū)溫度的影響
        4.3.4 布拉格反射鏡材料對有源區(qū)溫度的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 隧道結(jié)在VCSEL中的應(yīng)用
    5.1 隧道結(jié)的特性
        5.1.1 隧道結(jié)的電流-電壓特性
        5.1.2 隧道結(jié)的摻雜濃度
        5.1.3 隧道結(jié)的隧穿概率和隧穿電流
        5.1.4 隧道結(jié)耗盡層的寬度
    5.2 隧道結(jié)模擬結(jié)果與分析
        5.2.1 過渡層對隧道結(jié)耗盡層的影響
        5.2.2 隧道結(jié)的WKB參數(shù)和隧穿概率
        5.2.3 隧道結(jié)的電流特性
        5.2.4 隧道結(jié)耗盡層寬度
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3745063