侧向光栅耦合DFB-LD制备技术研究

论文摘要

近年来侧面光栅耦合分布反馈半导体激光器（LC-DFB）,在单纵模半导体激光器研究中显示了独特优势,受到国内外研究者的广泛关注。通过在激光器表面引入侧面周期性微扰光栅结构调制模式,达到压窄线宽、波长锁定、模式调整的目的。由于器件的制备只需一次外延生长,大大降低传统DFB激光器因二次外延而引入大量非辐射复合中心等缺陷对器件性能的影响,这对发展满足泵浦等应用领域对小型高效低成本波长锁定半导体激光器的需求具有重要意义。文中利用耦合波理论和传输矩阵法对DFB激光器进行理论分析,并详细分析了LC-DFB的结构特点,在此基础上确定量子阱、有源区垒层的材料组分,光栅周期、占空比等结构参数。文中重点研究了器件的制备工艺。首先根据器件的结构特点,优化LC-DFB的制备流程,通过采用全息光刻结合两次对准工艺及ICP干法刻蚀技术同时制备光栅与脊型,并完成版图的设计与制作。研究了全息光刻工艺、紫外曝光及ICP干法刻蚀技术,优化了曝光显影时间,腐蚀液配比及刻蚀气体配比等工艺参数,后续通过溅射电极、减薄抛光、封装测试完成LC-DFB的制备。制备出的LC-DFB中心波长为805nm,阈值电流为0.4A,在脉冲条件下（5μs,100Hz）最大输出功率为1.07W,在25-80℃内温漂系数大约为0.07nm/℃。

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摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 半导体激光器的发展历程

1.2 半导体激光器的应用

1.3 分布反馈半导体激光器

1.3.1 布拉格光栅

1.3.2 分布反馈半导体激光器

1.3.3 分布反馈激光器的发展现状

1.4 侧向光栅耦合DFB-LD结构特点与研究现状

1.5 本论文主要研究内容

第2章侧向光栅耦合DFB-LD理论研究与工艺设计

2.1 侧向光栅耦合DFB-LD基本原理与结构设计

2.1.1 耦合波理论与传输矩阵法

2.1.2 布拉格光栅理论

2.1.3 侧向光栅耦合DFB-LD结构设计

2.2 侧向光栅耦合DFB-LD工艺流程设计

2.2.1 典型DFB-LD的制备工艺流程

2.2.2 侧向光栅耦合DFB-LD制备流程设计

2.2.3 侧向光栅耦合DFB-LD制备流程中版图设计

2.3 本章小结

第3章光刻技术

3.1 紫外光刻技术

3.1.1 紫外光刻技术原理

3.1.2 紫外光刻工艺流程及图形形貌表征

3.2 全息光刻技术

3.2.1 全息光刻原理

3.2.2 全息光刻制备光栅

3.2.3 全息光栅图形形貌表征

3.3 本章小结

第4章刻蚀技术

4.1 湿法刻蚀技术

4.1.1 掩膜的制备

4.1.2 湿法腐蚀SiO2

4.2 感应耦合等离子体（ICP）干法刻蚀技术

4.2.1 ICP刻蚀原理

4.2.2 ICP刻蚀及其形貌表征

4.3 侧向耦合DFB-LD性能分析

4.4 本章小结

第5章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 岳光礼

导师: 郝永芹

关键词: 侧向耦合光栅,分布反馈,半导体激光器,全息光刻

来源: 长春理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 长春理工大学

分类号: TN248.4

总页数: 60

文件大小: 5982K

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