本文關鍵詞：InGaAs量子阱半導體薄片激光器芯片處理及光譜特性

  更多相關文章： 半導體薄片激光器 液體毛細鍵合 基質刻蝕 自發(fā)輻射譜

【摘要】：半導體薄片激光器綜合了面發(fā)射半導體激光器、邊發(fā)射半導體激光器和二極管泵浦固體激光器的優(yōu)點,獲得高質量近衍射極限的基模圓形光束的同時,也可獲得高的輸出功率。通過半導體能帶工程,半導體薄片激光器發(fā)射波長從可見光延伸到近紅外,較高的腔內循環(huán)振蕩功率支持腔內倍頻以及鎖模運轉,使其在激光顯示、生物醫(yī)學、光通信系統(tǒng)等領域具有廣泛的應用。論文闡述了半導體薄片激光器的發(fā)展背景以及研究意義,總結了半導體薄片激光器所具有的優(yōu)點,并介紹了鎖模半導體薄片激光器和倍頻半導體薄片激光器的研究現(xiàn)狀。在InGaAs量子阱半導體薄片激光器的基礎知識部分,簡單介紹了半導體薄片激光器增益介質具有的兩種不同的基本結構以及各自后期的芯片處理。根據(jù)已設計的980nm半導體薄片激光器增益芯片的外延結構,從半導體材料的能帶出發(fā),分析了不同材料構成的量子阱結構在生長過程中由于晶格失配產生的應變,討論了應變對量子阱能帶和量子阱臨界厚度的影響,對980nm半導體薄片激光器增益芯片的量子阱結構做了相關理論計算。利用多光束干涉理論和光學傳播矩陣,建立了數(shù)學方程分析分布布拉格反射鏡的反射率及反射帶寬,數(shù)值模擬確定了構成反射鏡材料的厚度。介紹了半導體薄片激光器相關熱管理的基本理論,基于設計的反向生長結構的增益芯片,確定了芯片的后期處理流程。通過對液體毛細鍵合的理論分析,明確了對增益芯片以及散熱片SiC的清洗步驟,成功將增益芯片與SiC鍵合,并且設計了加壓裝置,以加強鍵合強度。論文研究了增益芯片表面金屬化以及銦焊封裝工藝,利用化學腐蝕的方法,將增益芯片的基質層成功剝離。探討芯片處理過程中出現(xiàn)的問題,并給出了解決方法。實驗研究了增益芯片的自發(fā)輻射譜以及反射譜,測量了不同熱沉溫度下邊自發(fā)輻射譜特性以及面自發(fā)輻射譜特性。通過分析自發(fā)輻射譜特性,可優(yōu)化增益芯片的結構,對高功率高光束質量半導體薄片激光器的實現(xiàn)提供基礎數(shù)據(jù)方面的支撐。
【關鍵詞】：半導體薄片激光器 液體毛細鍵合 基質刻蝕 自發(fā)輻射譜
【學位授予單位】：重慶師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN248.4
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• 英文摘要6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究意義10-13
• 1.2 半導體薄片激光器的發(fā)展現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 鎖模半導體薄片激光器研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 倍頻半導體薄片激光器研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 論文的主要工作18-19
• 2 SDLS理論基礎與結構設計19-29
• 2.1 SDLS工作原理與基本結構19-21
• 2.1.1 SDLs工作原理19-20
• 2.1.2 SDLs基本結構20-21
• 2.2 應變量子阱21-26
• 2.2.1 應變量子阱材料體系21-23
• 2.2.2 應變對量子阱能帶的影響23-25
• 2.2.3 應變量子阱臨界厚度25-26
• 2.2.4 量子阱設計厚度26
• 2.3 DBR反射鏡26-27
• 2.4 VECSEL結構設計27-28
• 2.4.1 緩沖層設計27
• 2.4.2 增益芯片結構27-28
• 2.5 本章小結28-29
• 3 芯片處理29-42
• 3.1 熱管理的基本理論29
• 3.2 液體毛細鍵合29-33
• 3.2.1 液體毛細鍵合理論分析29-31
• 3.2.2 液體毛細鍵合實驗31-33
• 3.3 金屬化處理33-38
• 3.3.1 芯片表面金屬化33-35
• 3.3.2 增益芯片焊接原理35-36
• 3.3.3 焊接實驗36-38
• 3.4 基質刻蝕38-40
• 3.5 本章小結40-42
• 4 光譜特性42-48
• 4.1 量子阱自發(fā)輻射譜42-43
• 4.2 光譜測量實驗43
• 4.3 邊發(fā)射譜特性43-45
• 4.4 面發(fā)射譜特性45-47
• 4.5 本章小結47-48
• 5 總結48-49
• 參考文獻49-56
• 附錄A：作者攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研情況56-57
• 致謝57

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳涌海,葉小玲,王占國;量子阱平面光學各向異性的偏振差分反射譜研究[J];固體電子學研究與進展;2002年04期

2 徐枝新,李明;對稱耦合量子阱能級特性研究與量子阱結構優(yōu)化[J];浙江科技學院學報;2005年02期

3 孫道林;林靜;;一維光量子阱濾波性能的研究[J];光電子技術;2009年02期

4 朱海娜;徐征;趙謖玲;張福俊;孔超;閆光;龔偉;;量子阱結構對有機電致發(fā)光器件效率的影響[J];物理學報;2010年11期

5 蘇安;覃宗定;高英俊;;鏡像對稱結構一維光量子阱的光傳輸特性[J];激光與紅外;2011年08期

6 宋晶晶;張運炎;趙芳;鄭樹文;范廣涵;;量子阱數(shù)量變化對InGaN/AlGaN LED的影響[J];發(fā)光學報;2012年12期

7 李鵬;許麗萍;;基于在量子阱應變下溫度對帶隙的影響[J];硅谷;2012年23期

8 蘇安;蒙成舉;高英俊;;結構周期數(shù)對光量子阱透射品質的影響研究[J];激光與光電子學進展;2013年01期

9 華玲玲;楊陽;;應變量子阱能帶偏置的分析與計算[J];激光與光電子學進展;2013年05期

10 黃洪欣;錢秋明;;用于光子學的多層量子阱[J];激光與光電子學進展;1987年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 萬仁剛;張同意;;非對稱量子阱中基于隧穿誘導增強交叉相位調制的錐輻射[A];第十五屆全國量子光學學術報告會報告摘要集[C];2012年

2 蘇雪梅;;GaAs/AlGaAs非對稱耦合雙量子阱子帶躍遷間Fano干涉效應及其色散性質[A];“加入WTO和科學技術與吉林經(jīng)濟發(fā)展——機遇·挑戰(zhàn)·責任”吉林省第二屆科學技術學術年會論文集（上）[C];2002年

3 寧永強;孫艷芳;李特;秦莉;晏長嶺;王超;劉云;王立軍;;周期增益量子阱大功率垂直腔面發(fā)射激光器[A];全國第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學學術會議論文集[C];2005年

4 廖輝;陳偉華;李丁;李睿;楊志堅;張國義;胡曉東;;三元系和四元系GaN基量子阱結構的顯微結構研究[A];第十六屆全國半導體物理學術會議論文摘要集[C];2007年

5 李超榮;呂威;張澤;;InGaN/GaN量子阱結構的應變弛豫臨界厚度、行為以及對物理性能的影響[A];第十三屆全國電子顯微學會議論文集[C];2004年

6 卜濤;李福利;;基于零平均折射率帶隙的光量子阱結構的透射特性[A];第十三屆全國量子光學學術報告會論文摘要集[C];2008年

7 朱巖;倪海橋;王海莉;賀繼方;李密峰;尚向軍;牛智川;;GaAs基異變量子阱[A];中國光學學會2010年光學大會論文集[C];2010年

8 李俊澤;陶岳彬;陳志忠;姜顯哲;付星星;王溯源;吳潔君;于彤軍;張國義;;低銦夾層對量子阱發(fā)光的影響研究[A];第十二屆全國MOCVD學術會議論文集[C];2012年

9 閆東鵬;陸軍;衛(wèi)敏;段雪;;基于插層組裝材料的多重量子阱結構理論設計與分子模擬[A];中國化學會第27屆學術年會第14分會場摘要集[C];2010年

10 哈斯花;班士良;;應變閃鋅礦(001)取向GaN/AlGaN量子阱中受屏蔽激子的壓力效應[A];第十六屆全國半導體物理學術會議論文摘要集[C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李倩;量子阱紅外探測器的等離激元微腔光耦合研究[D];中國科學院研究生院(上海技術物理研究所);2015年

2 李毅;Ⅲ族氮化物量子阱發(fā)光特性的研究[D];南京大學;2013年

3 謝耀平;金屬量子阱系統(tǒng)和金納米結構催化效應的第一性原理研究[D];復旦大學;2009年

4 朱俊;應變纖鋅礦量子阱中的電子態(tài)[D];內蒙古大學;2012年

5 屈媛;纖鋅礦氮化物量子阱中電子遷移率及應變和壓力調制[D];內蒙古大學;2010年

6 徐枝新;耦合量子阱能級特性與結構優(yōu)化的研究[D];浙江大學;2006年

7 王明華;富硅氮化硅和納米硅多層量子阱硅基發(fā)光薄膜與器件[D];浙江大學;2009年

8 吳小明;含V形坑的Si襯底GaN基藍光LED發(fā)光性能研究[D];南昌大學;2014年

9 路慧敏;Ⅲ族氮化物量子阱光電子學特性和應用的研究[D];北京交通大學;2011年

10 郝明瑞;量子阱紅外探測器優(yōu)化與性能極限研究[D];上海交通大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡鎮(zhèn)準;基于耦合量子阱的GaN基垂直結構LED器件研究[D];華南理工大學;2015年

2 李志強;纖鋅礦ZnO/Mg_xZn_(1-x)O量子阱中阱寬和組分對極化子效應的影響[D];內蒙古師范大學;2015年

3 賈慧民;InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱結構及光譜分析[D];長春理工大學;2014年

4 馬雙慶;GaN基紫外LED多量子阱結構優(yōu)化研究[D];西安電子科技大學;2014年

5 丁娟;GaN基紫外LED的光致發(fā)光譜分析[D];西安電子科技大學;2014年

6 史辰恬;InGaN量子阱中的載流子橫向遷移效應[D];南京大學;2016年

7 詹小紅;InGaAs量子阱半導體薄片激光器芯片處理及光譜特性[D];重慶師范大學;2016年

8 趙德威;有機多層量子阱結構的發(fā)光特性研究[D];北京交通大學;2007年

9 毛生紅;量子阱中電子氣集體動力學的研究[D];西北師范大學;2012年

10 陳彬;耦合雙量子阱中的非線性光學特性[D];廣州大學;2009年

，

本文編號：709472