微盘半导体激光器及其工艺制备

发布时间：2017-08-03 00:16

  本文关键词：微盘半导体激光器及其工艺制备

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【摘要】：半导体微盘激光器具有几何形状简单、体积小、低阈值、高Q值以及可集成度高等特点,可以作为大规模光子集成电路和超大规模光通信系统的理想光源,并在全光网络和光电子信息集成网络中具有重要的应用。在微盘腔中,回音壁模式占主导地位,因此保证了微盘激光器具有非常高的品质因子。本文在分析了回音壁模式的基础上,利用蜗线形变形腔,解决了传统圆对称微盘腔不能定向出光的缺点,经测试蜗线形微盘激光器的远场发散角最小为36°,光束质量较好。另外,研究了微盘激光器的关键制备工艺,包括光刻、刻蚀、欧姆接触以及封装工艺等,并根据现有实验条件优化了微盘激光器激光器的制备工艺方法,采用ICP干法刻蚀与湿法刻蚀相结合的方式,制备外壁光滑、低缺陷的腔体。最后使用ANSYS15.0有限元分析软件模拟了不同焊料封装微盘激光器的热分布情况,并得出In焊料为适宜焊料的结论。本文使用量子级联材料制备InGaAs/InAlAs微盘激光器,其光功率达到7mW。
【关键词】：微盘激光器 回音壁模式 蜗线形腔 ICP刻蚀 ANSYS模拟
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 引言7
• 1.2 微盘激光器的结构与优点7-8
• 1.3 微盘激光器的发展8-11
• 1.4 本文主要工作11-12
• 第二章 微盘腔的基本原理与结构12-19
• 2.1 回音壁模式分析12-15
• 2.2 蜗线形腔中的光学模式15-17
• 2.3 QCL出光原理17-19
• 第三章 微盘激光器的工艺研究及器件制备19-34
• 3.1 工艺流程概述19
• 3.2 外延片生长与检测19-22
• 3.3 预置固体掩膜版22-23
• 3.4 光刻工艺23-27
• 3.5 刻蚀工艺27-31
• 3.6 欧姆接触工艺31-32
• 3.7 封装工艺32-34
• 第四章 微盘激光器的优化与测试34-48
• 4.1 微盘激光器的热特性优化34-45
• 4.2 器件检测45-48
• 第五章 结论及展望48-49
• 5.1 结论48
• 5.2 展望48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-51

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本文编号：611848