2-5μm中紅外波段垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)具有功耗低、發(fā)散角小、無像散圓形光斑、高調制帶寬、良好的波長穩(wěn)定性、低制作成本、可實現(xiàn)超小型的高密度二維封裝等優(yōu)點,是分子光譜測量、生化檢測、激光雷達及熱成像等領域迫切需求的理想光源。例如在監(jiān)測污染氣體CO、CH₄、NH₃及HF的TDLAS(可調諧激光二極管吸收光譜測試)系統(tǒng)中,采用VCSEL作為光源將大大降低光束整形和耦合封裝的復雜性及成本,減小系統(tǒng)的尺寸,而且其調制速率可以達到幾十Gbit/s,被認為是將來替代分布反饋(DFB)激光器的最佳器件。由于GaSb材料可以覆蓋整個中紅外波段,是發(fā)展該波段VCSEL的最佳材料體系。亞波長光柵結構具有高折射率差和模式選擇的作用,為了能實現(xiàn)基橫模激射,利用高對比度亞波長光柵(HCG)取代傳統(tǒng)DBR組成HCG-VCSEL。1.根據(jù)VCSEL的工作原理和HCG的結構特性,設計一種用于2μm波段GaSb基VCSEL的TM偏振亞波長光柵反射鏡,研究光柵的周期、深度、占空比及低折射率亞層的厚度等結構參數(shù)對其反射特性的影響。并對集成HCG的GaSb基VCSEL...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 VCSEL簡介
    1.2 VCSEL的研究進展
    1.3 GaSb基 VCSEL的應用
    1.4 GaSb基 VCSEL的研究進展與現(xiàn)狀分析
    1.5 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 集成高對比度亞波長光柵的VCSEL結構與工藝設計
    2.1 結構設計
        2.1.1 VCSEL工作原理及結構特性
        2.1.2 分布布拉格反射鏡的結構特性
        2.1.3 亞波長光柵反射鏡結構設計
        2.1.4 亞波長光柵VCSEL結構設計
    2.2 亞波長光柵VCSEL制備工藝設計
        2.2.1 HCG-VCSEL制備流程設計
        2.2.2 器件版圖設計
    2.3 本章小結
第3章 高對比度亞波長光柵反射鏡制備工藝研究
    3.1 薄膜生長技術
    3.2 亞波長光柵曝光技術研究
        3.2.1 全息光刻
        3.2.2 全息光柵的表征
        3.2.3 電子束曝光制備光柵
    3.3 感應耦合等離子體刻蝕(ICP)技術研究
        3.3.1 ICP的工作原理
        3.3.2 ICP刻蝕光柵形貌研究
        3.3.3 亞波長光柵反射鏡的特性測試及分析
    3.4 本章小結
第4章 GaSb基 HCG-VCSEL的制備技術
    4.1 GaSb材料濕法刻蝕工藝
        4.1.1 GaSb濕法刻蝕腐蝕液選擇
        4.1.2 實驗方法
        4.1.3 刻蝕速率及形貌分析
    4.2 精確對準工藝研究
    4.3 電極工藝
    4.4 本章小節(jié)
第5章 總結與展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3851511