分布反馈式半导体激光器相移光栅特性的研究

发布时间：2020-05-19 06:08

【摘要】：本文基于国家高新技术发展计划项目“高线性激光器和高饱和功率光探测器阵列芯片”(项目编号:2015AA016901),为研制适用于长距离光通信的1310nm四通道半导体激光器芯片,用ALDS仿真软件对分布反馈式半导体激光器(Distributed feedback semiconductor laser diode,DFB LD)的光栅类型、刻蚀位置、分布耦合系数、多相移等进行分析优化。并与武汉光迅科技公司、中科院半导体研究所合作,对设计出的激光芯片进行生产与测试。本论文主要包括以下几方面的研究内容:1、通过对AlGaInAs/InP材料体系与InGaAsP/InP材料体系进行分析对比,最终选用AlGaInAs/InP材料体系制备DFB LD。2、在大量ALDS仿真实验基础上,通过对仿真结果进行分析对比,发现为了改善激光器的光场聚集,优化空间烧孔效应,决定采用折射率耦合型的非对称相移光栅,并且将光栅生长在有源层的上层。在实际的制备过程中,用低损伤ICP干蚀法和E-beam曝光法对光栅的占空比、高度等进行精确刻蚀,有助于优化空间烧孔效应,使驰豫振荡频率得到提高,有助于芯片高速调制。3、用MOCVD法对芯片进行外延生长,并且根据实际需要,改变生长条件,确定生长方案,得到优质的外延片,进而制备出能实现高线性大功率直接调制的1310nm四通道DFB LD。4、借助LD结构设计和激光材料仿真软件ALDS,对激光芯片的材料体系进行对比,器件结构进行设计分析,并对芯片的各项性能进行优化,最终得到阈值电流、波长、SMSR等技术参数,为后续的分析过程提供基础。最终成功研制出1310nm(高频响应覆盖12GHz以下频率范围)四通道,单信道芯片出光功率大于10dBm的激光阵列芯片样品。而且,样品芯片测试结果表明,所研制的激光芯片各项技术指标均达到了项目要求,且多数优于项目要求。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN248.4

【相似文献】