1.55微米波段GaAs基方形微腔激光器的研究

发布时间：2023-05-24 23:14

　　目前,社会的信息化已经成为当今时代发展的一个趋势,信息技术以及信息产业在促进社会经济和发展中的作用越来越强。在光纤通信系统中,光电子器件扮演着尤为重要的角色。光电集成技术,即在同一块芯片上同时集成了光电子器件和微电子器件,可以降低的芯片体积以及整体的功耗,进而可以提升光纤通信系统的性能。长距离光纤通信系统中应用的最为广泛的是InP基InGaAsP激光器。然而InP材料本身较脆,难以制备大尺寸的衬底,导致其单位面积成本很高,这些缺点限制了InP衬底在大规模的光电子集成领域的应用。GaAs衬底成本更低,且在集成电路领域应用也更为成熟。因此,在GaAs衬底上集成InP光电子器件可以充分利用GaAs衬底的优势和InP器件的优点,降低材料和器件成本,突破目前GaAs基长波长光电器件的瓶颈,促进光电集成的发展。本论文工作主要以基于GaAs衬底InP材料系器件为出发点,介绍了1.55μm GaAs基方形微腔激光器的材料基础及其结构设计,对激光器的模式特性进行了深入的研究,详细讨论了微腔激光器相关参数对微腔模式的影响。论文的主要内容和成果如下:(1)1.55μm GaAs基方形微腔激光器的结构设计。在...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 论文结构安排
    参考文献
第二章 1.55 μm GaAs基激光器以及微腔激光器的研究背景
    2.1 半导体激光器基础理论
        2.1.1 半导体激光器
        2.1.2 异质结激光器
    2.2 半导体激光器发展历程
    2.3 InP/GaAs异变外延生长的研究进展
    2.4 1.55 μm GaAs基半导体激光器研究进展
    2.5 光学微腔研究现状
        2.5.1 光学微腔的分类
        2.5.2 回音壁模式微腔激光器研究背景
    2.6 本章小结
    参考文献
第三章 InP/GaAs异变外延材料的制备
    3.1 外延材料的制备方法
    3.2 外延材料的表征技术
        3.2.1 X射线衍射
        3.2.2 光致发光
        3.2.3 原子力显微镜
        3.2.4 电化学CV
        3.2.5 扫描电子显微镜
    3.3 InP/GaAs异变外延生长
        3.3.1 两步法和循环退火
        3.3.2 InP/GaAs缓冲层
        3.3.3 GaAs基InGaAsP条形激光器性能测试
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 1.55 μm GaAs基方形微腔激光器模式特性的研究
    4.1 时域有限差分法
        4.1.1 麦克斯韦方程
        4.1.2 Yee氏网格及麦克斯韦差分方程
        4.1.3 FDTD方法的Courant稳定性条件
        4.1.4 PML吸收边界条件
    4.2 正方形微腔模式的近似求解
        4.2.1 正方形微腔本征方程
        4.2.2 本征方程求解
    4.3 1.55 μm GaAs基方形微腔激光器的结构设计
    4.4 正方形微腔模式的仿真
    4.5 1.55 μm GaAs基方形微腔激光器模式特性的研究
    4.6 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3822469