一、InGaAsP/InP平面条形双异质结激光器结构参数对阈值电流密度的影响（论文文献综述）
李小波[1]（2015）在《基于大失配外延GaAs基InGaAsP激光器材料生长和器件的研究》文中研究说明近年来,信息技术飞速发展,光纤通信系统面临着新的挑战。光纤通信系统中的数据收发和处理模块包含大量的光电子器件,光电子器件的性能直接影响光纤通信系统的整体性能。光电集成（OEIC）技术把多个光电器件集成在一个芯片上,不仅可以使得器件更加微小化,而且还能降低整体的功耗,提升光纤通信系统的整体性能,是人们目前关注的热点。在光纤通信系统中,半导体激光器是关键器件。在长距离大容量的光纤通信系统中,石英光纤的低损耗的波长窗口为1.55μm,因此1.55μm激光器显得尤为重要。目前,光通信用的激光器多为InP基的InGaAsP激光器。InP系材料的单位面积成本居高不下,并且InP系材料的电子集成芯片（IC）发展不够成熟,限制了其在某些领域的发展。GaAs系材料的电学性能优良,电子集成（IC）技术更为成熟。在GaAs衬底上集成InP器件不仅可以有效的解决InP材料的不足,促进光电集成（OEIC）的发展,而且也是InP材料向Si上集成的重要过渡。本论文工作以GaAs上InP集成为出发点,重点围绕GaAs衬底上集成1.55μm InP激光器的外延生长和激光器的工艺制备和测试,进行了深入的研究。论文的主要研究内容和创新点如下：1.利用MOCVD设备,探索了InGaAs/InGaAsP多量子阱激光器的外延生长条件。通过对Zn源通入时间的控制,解决了Zn元素向有源区的扩散问题。在InP衬底上实现了InGaAs/InGaAsP多量子阱激光器,制备出了200×500μ m2条形宽接触激光器,室温下脉冲条件下测试阈值电流为700mA,单边斜率效率为0.15mw/mA。2.实验研究了InP/GaAs的异变外延生长。通过两步法生长方式,在GaAs衬底上生长了高质量的InP外延层。利用超晶格和循环退火,提升外延层的晶格质量。3.利用两步法,成功在GaAs寸底上生长了InGaAsP激光器结构。XRD测试结果显示,多量子阱衍射峰清晰地在InP峰的两侧显现,电化学CV测试结果显示,p区和n区的掺杂浓度均匀,掺杂浓度可以稳定在1×1018cm-3左右。原子力显微镜测试结果显示10×10μm2区域的粗糙度的均方根为1.39nm。4.成功制备出了GaAs基InGaAsP条形宽接触激光器,器件腔长为500μm,P电极宽度为50μm。室温下脉冲测试阈值电流为476mA,单边斜率效率为0.15mW/mA;在电流为700mA时,测试光谱峰值波长为1549.5nm,半宽为4.9nm,垂直发散角为38°。在准连续模式下连续工作2000小时以上5.成功制备出GaAs基InGaAsP宽条激光器,其中条宽为30微米,腔长为500μm,在室温下实现连续激射,阈值电流密度为2kA/cm2,在1.1倍的阈值电流时,激光光谱的峰值波长为1548.7nm,半高宽为1.3nm。在10℃到60℃的特征温度为65K。进行老化测试显示,1.1倍阈值电流的电流下测试500小时,激光器的阈值电流变化40mA,加速老化测试结果显示激光器的寿命为1400小时以上6.研究了InGaAsP应变补偿量子阱结构,并且在GaAs衬底上首次实现了InGaAsP应变补偿多量子阱激光器,成功制备出宽接触条形激光器。其中异面结构电极宽度为50μm,腔长为500μm,在室温下实现了脉冲激射,阈值电流为1260mA。共面结构激光电极宽度为12μm,腔长为500μm,室温下闽值电流为600mA左右。
孟世乐,朱礽沐,龚小成,陈益新,徐信慧[2]（1983）在《InGaAsP/InP平面条形双异质结激光器结构参数对阈值电流密度的影响》文中研究说明平面条形双异质结激光器的模式和阈值电流特性可以用两维波导模型来分析.本文从解场方程出发,求出波导的模式.并从模式宽度与增益之间的关系,以及阈值条件,求出阈值电流密度相应于各种参数,特别是相应于有源层厚度和条宽的解析表式达.
陈为波[3]（2013）在《1.47μm半导体激光器结构设计与模拟》文中研究指明1.47μm是半导体激光器的一个常见的波长,它最初主要被应用于光通信领域,后来进一步拓展到了安全技术领域、医疗、通信、生物工程、光谱分析等方面。本文主要对1.47μm半导体激光器在材料和器件结构方面进行了研究以及模拟。本文对InGaAsP/InP材料系进行了讨论研究,并且通过应变量子阱理论还有器件结构理论,得到合适的应变量和阱宽、垒宽、量子阱数目等合理的激光器参数。根据材料阈值、温度特性、电学特性等,进而设计了激光器的腔长、SCH结构、以及波导层等,得到我们所需的激光器结构。半导体激光器对温度变化很敏感,因而温度特性对半导体激光器来说是一个很重要的性质。我们通过模拟软件Lastip对本文设计的激光器进行了与温度相关模拟分析。模拟分析了温度对激光器电流密度、阈值电流、功率以及波长等的影响。为了进一步提高器件的温度特性,本文又设计了TI结构的激光器并和前面设计的激光进行了细致的对比。通过一系列的模拟分析看到本文的结构还是比较理想的,尤其是TI结构的激光器在温度特性上有很大的提高。
朱诚[4]（2006）在《中红外半导体激光器的热特性分析》文中研究说明Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体激光器在紫外、可见光、红外等波段均有重要应用，具有广阔的发展前景。然而激光器的性能，包括阈值电流、光谱特性、工作模式等，都极大受到温度的影响。此博士学位论文主要利用数值分析方法对2μm波段锑化物多量子阱激光器和中红外量子级联激光器的热特性进行了深入的分析。内容包括： 1．在前人工作的基础上，对应用于半导体激光器的热特性分析的有限元计算方法进行了大量优化工作，成功地加快了分析的效率和精度，并且使器件模型、材料性质等参数更加接近实际情况，从而分析结果更加准确。 2．采用Abeles近似和插值法计算了尚无实验数据的一些三元和四元系锑化物材料的热导率参数；在结构特殊的量子级联激光器有源区中首次引入界面热阻的概念并采用DMM（Diffuse Mismatch Model）近似估算了其热导率；利用Debye近似计算了有限元分析所需的各种材料的热容。 3．采用有限元方法，基于实际器件重点分析了InGaAsSb／AlGaAsSb脊波导多量子阱激光器、InGaAs／InAlAs量子级联激光器和InGaAs／AlGaAsSb量子级联激光器在目前常用的几种封装方法下的稳态和瞬态热特性。通过引入热时间常数来定量分析激光器瞬态工作条件下的散热效率，并且对比分析了各种封装方法的优劣和散热特点。此外还分析了结构因子以及材料的改变、温度的变化对于激光器性能的影响。发现了激光器有源区内部非均匀热场分布对于激光器光谱特性的影响，并通过对激光器激射光谱的测试观测到了光谱展宽现象。 攻读学位期间的工作还包括：利用传输矩阵法对化合物半导体双结太阳电池表层抗反射涂层进行了优化设计，通过绘制反射率等值线图来表征薄膜各层材料的厚度对于抗反射性能的影响，并从几种常用的材料组合中寻找到了最佳的方案；分析了GaAs，InGaP同质隧道结的隧穿电流与材料、掺杂浓度等参数的关系；多种光电探测器材料及准晶结构的MBE生长和材料的特性表征。
张冶金[5]（2001）在《半导体量子阱激光器理论模型的研究及其在计算机模拟中的应用》文中研究表明·以经典的半导体激光器理论为基础,本论文工作给出了适合于分析量子阱激光器的理论模型,并将其进一步应用到器件的一维、二维及准三维计算机模拟中,提供了一套适用性很强的量子阱激光器计算机辅助分析系统。具体研究内容及创新工作如下: 1.以经典器件方程为基础,为了处理隧穿、量子尺寸及量子斯塔克效应,得到精确的载流子分布,首次将薛定谔方程引入到横向分析当中,特点是将薛定谔方程在整个量子阱有源区内求解,使对量子阱激光器特性的分析结果更接近实际。又进一步提出了尤其适合于量子阱DFB或DBR激光器准三维分析的理论模型。2.数值分析上,首次在量子阱激光器的横向分析中设计了包含薛定谔方程的自洽求解方法,并应用到阱区载流子浓度的计算中。在DFB或DBR激光器的准三维模拟中,通常将横向与纵向计算反复迭代进行,极其耗时,本工作首次提出了先将横向分析得到的参数作多项式拟和,再传递到纵向,使三维的计算量减到一维,极大地缩短了模拟时间。3.在逐步完善理论模型的基础上,采用可视化VC 界面制作及多线程技术设计了量子阱激光器计算机辅助分析系统QWCAD。QWCAD 包括激光器横向一维、二维分析模块,能带结构分析模块,能带不连续性计算模块,波导优化设计模块,纵向一维分析模块,准三维分析模块及多量子阱有源区优化设计模块。其中运用了分层编辑和多段组合等方法,解决了器件描述方面的问题。这些模块能够分析FP、DFB、DBR 水平腔半导体量子阱激光器的阈值特性、L-I 特性、V-I 特性、模式特性、温度特性及小信号AM/FM 调制特性,给出载流子分布、光子分布、能带结构、状态密度及材料增益等。4.应用能带结构分析模块分析了AlGaInAs 量子阱体系阱宽、增益等参数与组分的关系,并提供了一些很适用的关系式。另外用5 带k ? p模型分析了InAs/GaAs/InP 自组装量子点的能带结构,很好地解释了其室温PL 谱峰值相对于InAs/InP 自组装量子点的红移现象。应用优化设计系统对多量子阱InGaAlAs 激光器的阱数和腔长进行了优化设计;应用横向分析系统模拟了InGaAs/InP 激光器的载流子分布,并给出了不同模型的比较结果;应用准三维分析系统模拟了3 相移DFB激光器的纵模特性及AM/FM 调制响应特性。
张立涛[6]（2019）在《Ge基红外量子阱激光器关键技术研究》文中指出Si基光互连的高效光源一般为III-V族激光器,但其工艺与Si-CMOS的工艺兼容性差,这一难题一直阻碍着其发展。同为IV族的Ge材料可以解决这一问题,因此Ge基激光器成为半导体激光器近年来研究的热点。其中GeSn激光器在Ge基激光器中极具应用潜力,这是由于GeSn材料能够通过高Sn组分转变为直接带隙材料,从而极大地提高其激光器发光效率。GeSn激光器的有源区材料（GeSn、SiGeSn）与结构是影响其性能的主要因素,也是本文的研究重点。研究分析GeSn、SiGeSn材料的能带、晶格常数与其各元素组分的关系,设计了Si0.17Ge0.66Sn0.17/Ge0.9Sn0.1的量子阱结构。根据半导体激光器工作机制分析了量子阱激光器有源区的特点,揭示了其结构对激光器光电性能的影响规律。在此基础上,分别设计了PiN激光器(i区为Ge0.9Sn0.1)、单量子阱激光器(阱层为Si0.17Ge0.66Sn0.17/Ge0.9Sn0.1)、多量子阱激光器(阱层为Si0.17Ge0.66Sn0.17/Ge0.9Sn0.1),并分析了这三种激光器几何结构参数与物理参数对其光电特性的影响,获得了优化的结构与物理参数:对于PiN激光器,其i区厚度100nm、P区掺杂浓度为1×1019/cm3时器件性能最优;对于单量子阱激光器,其阱层厚度100 nm、P区掺杂浓度为1×1019/cm3时器件性能最优;对于多量子阱激光器,阱层厚度为10 nm、垒层厚度为10 nm、量子阱个数为3、P区掺杂浓度为1×1019/cm3时器件性能最优。对上述三种激光器进行模拟仿真,结果表明:优化后的PiN激光器、单量子阱激光器、多量子阱激光器的阈值电流密度为3.42 kA/cm2、2.21 kA/cm2、1.9 kA/cm2,在300 mA的外加电流下输出功率为4.8 mW、6.3 mW、8.5 mW,发光斜率效率分别为16 mW/A、21 mW/A、28.3 mW/A,发光波长范围在24102470 nm。在此基础上,建立了PiN激光器、单量子阱激光器、多量子阱激光器的特征温度模型,仿真结果得到三种激光器的特征温度为47.6 K、71.2 K、104 K。综上所述,多量子阱结构的激光器较于其它激光器性能最优。针对Ge0.9Sn0.1/Si0.17Ge0.66Sn0.17多量子阱激光器,分析了腔面膜材料特征参数对其光电性能的影响,研究了增透膜与高反膜的反射率与输出功率的关系,获得了优化的增透膜与高反膜参数。其中增透膜材料选为SiO2,膜厚度设计为414 nm,表面反射率为10.3%,高反膜选用Si/SiO2组合膜,其厚度分别为178 nm与414 nm,并在组合膜前加入了378 nm的Al2O3薄膜增加其粘合性,当组合膜为3对时,其反射率超过95%。综上所述,获得了Ge0.9Sn0.1/Si0.17Ge0.66Sn0.17多量子阱激光器优化的制备工艺。以上研究均为GeSn/SiGeSn量子阱激光器的研制提供理论基础,这为Si基光子学的发展提供了重要参考。
周路[7]（2014）在《高功率半导体激光器抗COD关键技术研究》文中研究表明高功率半导体激光器由于体积小、效率高、调制简单等一系列优点,受到广泛的关注和应用。高输出功率和长期可靠性是高功率半导体激光器得以广泛应用的前提,而灾变性光学镜面损伤（COD）一直是限制激光器最大输出功率和可靠性的重要因素。COD的发生主要是由于激光器腔面具有很高的表面态密度,在高光功率密度作用下导致腔面温度迅速升高进而诱发腔面处带隙收缩加剧光子吸收,最后促使腔面烧毁,激光器失效。本论文围绕提高激光器COD阈值这一主题,深入讨论了与之相关的硫钝化技术、氮等离子体清洗技术、AlxNy腔面钝化膜以及量子阱混杂非吸收窗口技术,主要研究内容和研究成果如下：1.开展了湿法硫钝化技术研究。分析了硫钝化的机理以及常规（NH4）2S水溶液钝化GaAs材料的弊端,提出使用有机溶醇类（叔丁醇和异丙醇）代替水作为溶剂,以此来降低硫化层溶解速率,并在此基础上配制出一种新钝化液：（NH4）2S+Se+t-C4H9OH,通过二次离子质谱和光荧光谱等分析手段表明,新钝化液可比常规（nH4）2S水溶液更有效去除氧化物,GaAs表面的光致发光强度相比处理前提高23倍,而且表面生成硒化物和更厚的硫化层,钝化的表面缺陷更少、钝化效果更稳定。2.开展了等离子体清洗技术研究。以辉光放电氮等离子体为清洗源,借助磁控溅射系统和光荧光谱仪,对n-GaAs （100）衬底片进行等离子体清洗研究。为了最大程度地去除样品表面氧化物等沾污,同时又不对样品表面造成新的损伤,分别探讨了工作压强、溅射功率、清洗时间对衬底片发光强度的影响,并在氮气流量40sccm,溅射功率10W,压强4.7Pa,清洗时间为15min条件下,获得最佳清洗效果,GaAs表面的光致发光强度相比处理前提高了17倍。3.开展了腔面钝化膜技术研究。提出以新型AlxNy无氧材料作为激光器腔面钝化膜,结合磁控溅射离子辅助镀膜技术,研究了溅射功率、氮气分压、工作压强对薄膜沉积速率和光学性能的影响。研究发现,优化后的AlxNy薄膜除了具有较好的钝化效果外,也是一种良好的增透材料（中心波长处的剩余反射率低于0.1%）,并具有良好的热特性和弱的光吸收特性,可以作为激光器腔面钝化膜使用；对激光器前后腔面最优反射率进行了模拟分析,并在此基础上溅射沉积了前腔面增透膜和后腔面高反膜,其中Si/SiO2高反膜中心波长附近反射率高达98.6%。4.开展了激光器非吸收窗口技术研究。采用无杂质空位诱导量子阱混杂技术（IFVD）制作了940nm GaInP/GaAsP/InGaAs单量子阱半导体激光器非吸收窗口,借助光荧光谱仪分析了退火温度、介质膜类型、沉积方法和沉积厚度等不同条件对量子阱混杂效果的影响,并通过EC-V法检测了高温退火前后芯片掺杂浓度变化情况,最后成功设计出两套窗口制备方案并进行了实验验证,875℃退火条件下,在增益区和窗口区获得最大24nm的偏移量。5.开展了抗COD激光器制备工艺研究。将优化后的硫钝化、氮等离子体清洗+AlxNy钝化膜和非吸收窗口技术分别应用到激光器制备中,通过大功率半导体激光器综合测试仪测试激光器输出特性,结果表明：硫钝化的激光器,单管平均输出功率2.77W,比普通的无钝化的激光器（1.81W） COD功率提高了53%；氮等离子体清洗+10nmAlxNy钝化的激光器,平均输出功率达到3.27W,比普通的无钝化的激光器COD功率提高了80%,所以相比于湿法硫钝化,氮等离子体清洗结合AlxNy薄膜钝化实际器件的效果要更好些；采用无杂质空位诱导量子阱混杂技术制备的带有非吸收窗口的激光器,由于有效降低了腔面的光吸收,器件抗COD能力明显增加,COD阈值较传统激光器最高提高115%。总之,本论文通过对激光器腔面的钝化工艺和非吸收窗口制备工艺的研究,有效的提高了器件抗COD能力,进一步为激光器的高功率和高可靠性工作提供了保障。
马星[8]（2018）在《1.55微米波段GaAs基方形微腔激光器的研究》文中提出目前,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。在实验室前期制备的GaAs基InGaAsP多量子阱激光器外延材料的基础上,设计出GaAs基方形微腔激光器。在微腔一边的中点带有直接输出波导结构,并在微腔外涂有BCB限制层对微腔的侧面加以限制。（2）1.55μm GaAs基方形微腔激光器光学模式特性研究。采用三维时域有限差分法,研究上述的1.55μm GaAs基方形微腔激光器的光学模式特性。计算结果表明,对于边长为10μ到14μm带有直接输出波导结构的正方形微腔激光器,在1550nm波段,均存在一个高Q值的类回音壁模式。模式波长分别为1549.85nm、1547.46nm、1545.19nm,对应的Q值分别为1087.22、1971.30、1716.82。这些类回音壁模式可以被分类为TEo.26,30)、TEo.（32.36）、TEo.（38.42）模。（3）研究输出波导宽度对微腔的影响。对于边长为10μm到14μm带有直接输出波导的正方形微腔激光器,随着微腔的输出波导宽度增大,耦合进波导的光能量将会变强,即输出效率将会升高,但Q值均会减小。且当波导宽度超出1/4微腔边长时,将无法激发微腔的类回音壁模式。当波导宽度设定在1.0μm时,不仅可以保证光的有效输出,类回音壁模式的品质因子也达到最大值。（4）研究刻蚀深度对微腔的影响。对于边长为10μm到14μm带有直接输出波导的正方形微腔激光器,其刻蚀深度越深,Q值均会增大。当刻蚀深度低于2.35μm时,将无法激发高Q值模式;当刻蚀深度增加到3.55μm时,Q值达到最大;如果继续增加刻蚀深度,Q值也会保持稳定。我们最终选定的刻蚀深度为3.55μm,即刻蚀面在GaAs衬底与下InP层交界面处,刚好能使类回音壁模式的品质因子达到最大值。
马琼芳[9]（2010）在《可重构光分插复用器关键器件与技术的研究》文中研究指明随着社会的发展和科学技术的进步,人们对信息服务的需求量与日俱增,社会对信息资源的依赖性越来越强。以全光信息处理为特征的智能光网络和以光纤到户为代表的信息服务宽带化的进程正在加速,光通信正向着超高速、超大容量、智能化、集成化、低成本和高可靠性的新一代光纤通信演进。由有源器件和无源器件组成的光分插复用器和光交叉连接设备,是全光通信网的关键设备；而光电集成器件较之分立的光电组件具有超高速、多功能、低噪声、高紧凑性、高可靠性、生产的可重复性好、造价低等诸多优点。因此研制集成化光电子器件已经成为光通信领域的研究热点之一,具有重大的实际意义。本论文工作是围绕以任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“新一代通信光电子集成器件及光纤的重要结构工艺创新与基础研究”（项目编号：2003CB314900）、黄永清教授承担的国家高科技研究发展计划（863计划）项目“用于可重构分插复用具有波长处理机制的平面光集成解复用接收器件的研究”（项目编号：2007AA03Z418）以及教育部“长江学者和创新团队发展计划”（IRT0609）、“高等学校学科创新引智计划”（B07005）等项目展开的。本论文针对可重构光分插复用器关键器件和技术,着重研究了几种关键器件以及楔形功能微结构的理论及其制备工艺。目的在于先研制性能优良易于集成的单元器件,然后使用楔形越层波导集成技术实现集成化器件。对易于集成的波导光开关、楔形波导在集成中的应用以及新型InP基半导体激光器的设计与制备工艺,都进行了深入的理论分析和试验研究,主要取得了以下成果：研究了可重构光分插复用器的实现技术,分别对其中的关键单元器件与技术,包括光交换开关、楔形越层波导、半导体激光器、光电探测器、以及波分复用器,介绍了其实现技术、工作原理和发展状况等；根据项目需要,结合实验室研究现状,重点研究了基于平面光集成的ROADM技术,提出解复用／开关（矩阵）／复用ROADM设计方案。设计了采用InGaAsP/InP材料,基于多模干涉耦合器的2×2马赫-曾德尔光开关；理论分析了其工作原理和载流子注入调制折射率的几种效应；采用光束传播法对光开关结构参数和传输性能进行了详细的仿真计算；光开关被设计为偏振不敏感且结构紧凑便于集成。优化的器件结构设计为实际器件的制备提供了理论指导。根据所设计的开关结构参数,实际制备并测试了基于多模干涉耦合器的2×2马赫曾德尔光开关；详细介绍了其制备过程,包括器件版图设计、外延结构生长、制备工艺步骤等,总结了对关键工艺的改进；搭建光波导与光纤对准耦合测试系统,对单个光开关进行了性能测试；测得开关在注入电流达到43mA时实现开关状态转换,开关在开状态和关状态的串扰分别为-19.2dB和-14.3dB。所制作的光开关在DWDM和OXC系统中有着潜在的应用。研究了波导与探测器集成的方式,分析了垂直楔形波导在非对称双波导集成器件中的应用；提出在非对称双波导集成探测器中引入垂直楔形耦合波导的器件模型；模拟了垂直楔形波导中的模场分布,并使用三维光束传播法对垂直楔形波导的耦合特性进行了计算；分析了楔形波导材料折射率与结构参数对其传输性能的影响,并与水平楔形耦合波导的性能进行了对比。与水平楔形相比,垂直楔形耦合波导应用于平面光集成中,能以更短的长度实现较高的耦合效率,利于减小器件尺寸,制作结构更为紧凑的集成器件。最后详细介绍了垂直楔形波导的制备方法。以InP基1.55μm量子阱激光器为例,对半导体激光器的制备工艺进行了深入的研究；掌握了从材料生长到后工艺制备的全套工艺技术；实现了上述量子阱激光器的室温连续激射,并对试验中遇到的技术难点进行了详细的总结分析；进行了量子点激光器的结构设计；介绍了采用MOCVD技术生长（B）InAs/GaAs量子点材料的工作进展。本章工作为课题组进一步研制大规模高性能光电子集成芯片、Si基InP材料系1.55μm半导体激光器以及长波长（B）InAs/GaAs量子点激光器打下工艺基础；对课题组顺利完成国家973计划项目等研究工作具有重要的意义。
金锦炎[10]（2004）在《1.3μm应变量子阱激光器与光放大器的结构优化与制作》文中提出作为光通信最广泛使用的光电器件,低成本,高温无致冷工作要求长波长半导体激光器具有尽可能低阈值电流和优良的温度特性。半导体光放大器在光信号处理方面的应用是光纤放大器所不可替代的,但要得到广泛的应用,其整体性能还有待提高。作者优化并制作了高性能的1.3 μm InGaAsP/InP应变量子阱激光器和半导体光放大器,获得了如下的重要结果。 理论结果:1)导带电子只有基态量子能级所对应的最大垒层带隙随阱宽的增加而减小,透明载流子密度随空穴有效质量的降低而减小,合适的应变量和阱宽不仅增加了峰值增益系数,也降低了透明载流子密度。微分增益系数随薄层载流子密度的增加而降低。2)为获得尽可能低的阈值电流,掩埋结构激光器的最佳条宽约为1.3 μm,脊形波导结构的最佳条宽约为2μm。窄条激光器的最佳腔长或最阱数是宽接触激光器的1.8倍。端面反射率为0.9时,最小阈值电流可以小于lmA。3)作者推导的阈值电流特征温度表达式显示:激光器阈值电流的特征温度是由透明电流密度和外部微分效率的特征温度决定。透明电流密度的特征温度又取决于辐射复合效率,外部微分效率的特征温度取决于高温下导带电子的泄漏。 实验结果:1)阱数的增加改善了量子阱激光器阈值电流和外部微分效率的温度特性,阈值电流特征温度的实验与理论偏差不超过8%。2)厚度为18nm的非掺杂AlInAs层有效抑制了高温下导带电子从阱区向P-InP限制层的泄漏,工作电流为60mA对应的功率代价为-2.2dB,InGaAsP/InP量子阱激光器达到高温无致冷工作的要求。3)优化的InGaAsP/InP张应变量子阱激光器结构为:应变量1%,阱宽10.5 nm,垒层厚度18nm,阱数3,垒层带隙波长1.15μm。脊形波导结构激光器室温阂值电流为13mA,单个自然解理面的出光效率为0.29mW/mA。4)1.31μm半导体光放大器的结构为:交替生长的4个压应变,3个张应变量子阱有源区,70倾斜脊形波导,透明掩埋窗口区,端面镀抗反射膜。SOA模块的性能为:工作电流250mA,纤—纤峰值增益25dB,增益带宽56nm,在1280-1340
二、InGaAsP/InP平面条形双异质结激光器结构参数对阈值电流密度的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、InGaAsP/InP平面条形双异质结激光器结构参数对阈值电流密度的影响（论文提纲范文）
（1）基于大失配外延GaAs基InGaAsP激光器材料生长和器件的研究（论文提纲范文）
| 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 GaAs基1.55μm激光器的研究进展和激光器基本原理 |
| 2.1 半导体激光器和光纤通信系统 |
| 2.1.1 半导体激光器 |
| 2.1.2 光纤通信系统 |
| 2.2 InP/GaAs异变外延生长 |
| 2.3 GaAs基1.55μm波长半导体激光器 |
| 2.4 半导体激光器的基本理论 |
| 2.4.1 半导体激光器的基本原理 |
| 2.4.2 异质结激光器 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 外延材料的制备方法和表征手段 |
| 3.1 金属有机化学气相沉积(MOCVD) |
| 3.2 材料性能表征手段 |
| 3.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 3.2.2 光致荧光(PL) |
| 3.2.3 原子力显微镜(AFM) |
| 3.2.4 ECV |
| 3.2.5 其他表征手段 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 InP基1.55μm InGaAsP多量子阱激光器 |
| 4.1 InGaAs/InGaAsP多量子阱激光器的调试和外延生长 |
| 4.1.1 生长速度的调节 |
| 4.1.2 三元材料In_xGa_(1-x)As组分调节 |
| 4.1.3 四元材料In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)的调节 |
| 4.1.4 量子阱区域调节 |
| 4.1.5 掺杂调节 |
| 4.2 外延晶片测试 |
| 4.3 器件制备及性能测试 |
| 4.3.1 器件制备 |
| 4.3.2 性能测试 |
| 4.4 1.55μm应变补偿量子阱的研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 InP/GaAs异变外延生长的研究 |
| 5.1 InP/GaAs异变外延生长 |
| 5.1.1 两步法生长 |
| 5.1.2 超晶格和循环退火 |
| 5.2 InP/GaAs异变外延低温缓冲层的位错分析 |
| 5.2.1 位错的产生机制 |
| 5.2.2 InP/GaAs异变外延生长中穿透位错密度计算 |
| 5.3 InP/GaAs缓冲层 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 GaAs基1.55μmInGaAsP多量子阱激光器 |
| 6.1 异面宽接触条形激光器材料生长及器件测试(脉冲激射) |
| 6.1.1 GaAs基InGaAsP F-P腔激光器器件及性能测试 |
| 6.1.2 GaAs基InGaAsP应变补偿量子阱激光器 |
| 6.2 异面宽条激光器(室温连续激射) |
| 6.2.1 器件结构及其制备 |
| 6.2.2 性能测试分析 |
| 6.3 共面宽接触激光器 |
| 6.3.1 材料生长以及测试 |
| 6.3.2 器件制备及测试 |
| 6.3.3 共面GaAs基InGaAsP(应变补偿)激光器器件及性能测试 |
| 6.4 异面脊波导激光器的尝试 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结和展望 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表论文 |
（3）1.47μm半导体激光器结构设计与模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体激光器材料概况 |
| 1.3 软件介绍 |
| 1.4 论文研究的目的和内容 |
| 第二章 半导体激光器材料以及器件基本理论 |
| 2.1 半导体激光器的材料基础 |
| 2.2 半导体异质结 |
| 2.3 半导体激光器工作原理 |
| 2.4 InGaAsP/InP材料特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 1.47μm InGaAsP/InP多量子阱激光器的设计及优化 |
| 3.1 1.47μm激光器的材料选取 |
| 3.2 激光器有源区设计与优化 |
| 3.3 激光器的波导设计 |
| 3.4 腔长的优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光器的模拟分析 |
| 4.1 激光器结构模拟 |
| 4.2 激光器的温度特性 |
| 4.3 TI结构以及其对激光器温度特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 发表和待发表论文目录 |
（4）中红外半导体激光器的热特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 第二章 半导体激光器及其管芯封装方法综述 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 半导体激光器 |
| 2.3 半导体激光器的分类 |
| 2.4 电注入型半导体激光器的发展简介 |
| 2.5 半导体激光器封装方法概述 |
| 2.5.1 基于管芯层次的封装 |
| 2.5.2 基于器件层次的封装 |
| 2.6 本论文的工作背景及主要研究工作 |
| 第三章 有限元方法基础及其应用于半导体激光器热分析中的技巧 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 有限元方法简介 |
| 3.2.1 有限元方法的基本思想 |
| 3.2.2 有限元方法的主要特点 |
| 3.2.3 有限元方法的计算步骤 |
| 3.3 有限元方法在传热分析中的应用 |
| 3.3.1 传热学基本原理 |
| 3.3.1.1 热传导 |
| 3.3.1.2 热对流 |
| 3.3.1.3 热辐射 |
| 3.3.2 传热分析中的有限元法 |
| 3.4 ANSYS软件在有限元热分析中的应用 |
| 3.5 半导体激光器有限元分析中的一些技巧 |
| 3.5.1 单位制问题 |
| 3.5.2 模型搭建 |
| 3.5.3 网格划分 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 锑化物半导体激光器的热特性分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 中红外波段AlGaAsSb／InGaAsSb多量子阱激光器的结构 |
| 4.3 锑化物半导体材料的热学参数计算 |
| 4.3.1 热导率 |
| 4.3.2 热容 |
| 4.4 锑化物激光器的热特性分析 |
| 4.4.1 外延结构 |
| 4.4.2 器件尺寸、材料参数以及模拟参数 |
| 4.4.3 热产生机制 |
| 4.4.4 稳态热分析结果 |
| 4.4.4.1 温度场分布和热流 |
| 4.4.4.2 不同封装方法的比较 |
| 4.4.4.3 正装厚镀金层的优化 |
| 4.4.4.4 结构参数对激光器热阻的影响 |
| 4.4.5 瞬态热分析结果 |
| 4.4.5.1 激光器的单脉冲激励条件研究 |
| 4.4.5.2 时间常数 |
| 4.4.5.3 热量积累效应 |
| 4.4.6 锑化物激光器热阻的测试 |
| 4.4.7 热特性对激射光谱的影响 |
| 4.4.7.1 有源区核心温度场分布 |
| 4.4.7.2 有源区温差对于激射光谱的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 量子级联激光器的热特性分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 InGaAs／InAlAs量子级联激光器的结构特点 |
| 5.3 量子级联激光器有源区的热导率 |
| 5.3.1 界面热阻效应及其对量子级联激光器热特性的影响 |
| 5.3.2 有源区热导率计算结果 |
| 5.4 InGaAs／InAlAs量子级联激光器的器件结构和模拟参数 |
| 5.5 InGaAs／InAlAs量子级联激光器热特性分析结果 |
| 5.5.1 不同封装方法的热特性比较 |
| 5.5.2 注入电流密度的影响 |
| 5.5.3 包覆层和等离层材料的影响 |
| 5.6 InGaAs／AlGaAsSb量子级联激光器热特性分析结果 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 一些设想和建议 |
| 附录A 多结太阳电池宽谱抗反射涂层及低阻隧道结特性的研究 |
| A.1 概述 |
| A.2 InGaP／GaAs太阳电池宽谱抗反射涂层的研究 |
| A.3 InGaP／GaAs串接太阳电池低阻隧道结的研究 |
| 附录B 测量仪器的计算机控制和GPIB编程 |
| 附录C 参考文献 |
| 附录D 发表文章目录 |
| 附录E 致谢 |
| 附录F 作者简介 |
| 学位论文独创性声明 |
| 学位论文使用授权声明 |
（5）半导体量子阱激光器理论模型的研究及其在计算机模拟中的应用（论文提纲范文）
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体激光器材料体系和结构类型简介 |
| 1.3 有关半导体量子阱激光器的理论分析 |
| 1.4 半导体量子阱激光器一维、二维及准三维模拟的发展 |
| 1.5 半导体量子阱激光器模拟的复杂性 |
| 1.6 本论文主要研究内容及创新工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 量子阱激光器模拟的理论模型 |
| 2.1 电学方程 |
| 2.1.1 泊松方程 |
| 2.1.2 电子和空穴连续性方程 |
| 2.1.3 边界条件 |
| 2.2 光学方程 |
| 2.2.1 波动方程 |
| 2.2.2 光子速率方程 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.3 热传导方程 |
| 2.3.1 热传导方程基本形式 |
| 2.3.2 热源 |
| 2.3.3 边界条件 |
| 2.4 耦合波方程 |
| 2.5 小信号调制响应 |
| 2.6 薛定谔方程在一维、二维及准三维模拟中的引入 |
| 2.7 其它与模拟相关的内容 |
| 2.7.1 几种非平衡载流子复合模型 |
| 2.7.2 载流子迁移率 |
| 2.7.3 半导体激光器的光束发散角 |
| 2.7.4 半导体激光器的效率 |
| 参考文献 |
| 第三章 能带结构的理论分析 |
| 3.1 能带结构分析的基本方法 |
| 3.2 哈密顿矩阵 |
| 3.2.1 3×3 Luttinger-Kohn 哈密顿量 |
| 3.2.2 4×4 Luttinger-Kohn 哈密顿量 |
| 3.2.3 6×6 Luttinger-Kohn 哈密顿量 |
| 3.2.4 8×8 Luttinger-Kohn 哈密顿量 |
| 3.2.5 分析实例 |
| 3.3 包络函数近似与变分法 |
| 3.4 带边不连续性计算方法 |
| 3.5 与能带相关的一些参数 |
| 参考文献 |
| 第四章 数值求解技术 |
| 4.1 数值计算方法 |
| 4.1.1 有限差分方法 |
| 4.1.2 迭代法 |
| 4.1.3 QR 方法求矩阵的全部特征值 |
| 4.2 方程的离散形式 |
| 4.2.1 电学方程的离散形式 |
| 4.2.2 光学方程的离散形式 |
| 4.2.3 热学方程的离散形式 |
| 4.3 薛定谔方程的求解 |
| 4.3.1 方程离散形式 |
| 4.3.2 薛定谔方程的具体引入 |
| 4.4 方程自洽求解方法 |
| 参考文献 |
| 第五章 软件实现技术 |
| 5.1 器件结构编辑方法 |
| 5.2 核心计算模块程序设计 |
| 5.2.1 能带结构分析模块程序设计 |
| 5.2.2 横向分析模块程序设计 |
| 5.2.3 纵向分析模块程序设计 |
| 5.2.4 准三维分析模块程序设计 |
| 5.3 重要的编程技术 |
| 5.3.1 可视化语言编程 |
| 5.3.2 多线程技术 |
| 第六章 QWCAD 简介 |
| 6.1 QWCAD 概述 |
| 6.2 量子阱激光器波导分析模块 |
| 6.3 能带结构分析模块 |
| 6.4 能带不连续计算模块 |
| 6.5 横向一维分析模块 |
| 6.6 横向二维分析模块 |
| 6.7 纵向一维分析模块 |
| 6.8 准三维分析模块 |
| 6.9 多量子阱有源区优化设计系统 |
| 参考文献 |
| 第七章 模拟与优化设计实例 |
| 7.1 1.55μm发射波长In_(1-x-y)Ga_yAl_xAs 应变量子阱激光器有源区设计 |
| 7.1.1 阱宽与光增益 |
| 7.1.2 阱数、腔长与阈值电流、最高工作温度和张驰振荡频率的关系 |
| 7.2 InAs/GaAs/InP 及 InAs/InP 自组装量子点室温PL谱的理论研究 |
| 7.3 量子阱PS-DFB激光器纵模及小信号调制响应特性的分析 |
| 7.4 InGaAs/InGaAsP 量子阱激光器模拟 |
| 参考文献 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间获得的成果及发表的论文 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
（6）Ge基红外量子阱激光器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 章节安排 |
| 第二章 GeSn、SiGeSn材料物理特性与制备工艺 |
| 2.1 GeSn材料的物理特性 |
| 2.1.1 Si、Ge、Sn物理特性 |
| 2.1.2 GeSn材料的晶格常数与能带 |
| 2.2 SiGeSn材料的物理特性 |
| 2.3 GeSn与SiGeSn材料制备工艺 |
| 2.3.1 GeSn材料制备工艺 |
| 2.3.2 SiGeSn材料制备工艺 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 量子阱激光器工作机制与光电特性研究 |
| 3.1 半导体激光器工作机制研究 |
| 3.1.1 半导体激光器的分类 |
| 3.1.2 半导体激光器工作机制 |
| 3.2 量子阱结构及其激光器工作机制研究 |
| 3.2.1 量子阱的能带结构模型 |
| 3.2.2 量子阱中电子、空穴的能量状态模型 |
| 3.2.3 量子阱激光器有源区特性研究 |
| 3.3 量子阱激光器光电特性模型 |
| 3.3.1 量子阱激光器的量子效率模型 |
| 3.3.2 量子阱激光器的阈值电流密度与特征温度模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 GeSn/SiGeSn量子阱激光器结构设计和性能优化 |
| 4.1 GeSn/SiGeSn量子阱能带设计 |
| 4.2 Silvaco仿真软件环境设置 |
| 4.3 GeSn/SiGeSn激光器的结构设计 |
| 4.3.1 GeSn/SiGeSn的PiN激光器结构设计和性能优化 |
| 4.3.2 GeSn/SiGeSn单量子阱激光器结构设计和性能优化 |
| 4.3.3 GeSn/SiGeSn多量子阱激光器结构设计和性能优化 |
| 4.4 GeSn/SiGeSn激光器阈值电流的特征温度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 GeSn多量子阱激光器工艺研究 |
| 5.1 激光器腔面膜材料的选取 |
| 5.1.1 腔面镀膜对激光器COD阈值的影响 |
| 5.1.2 介质膜的选取 |
| 5.2 GeSn/SiGeSn多量子阱激光器腔面膜设计 |
| 5.2.1 增透膜的设计 |
| 5.2.2 高反膜的设计 |
| 5.3 GeSn/SiGeSn量子阱激光器制备工艺 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）高功率半导体激光器抗COD关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 半导体激光器的发展与应用 |
| 1.2 COD的产生和抑制方法 |
| 1.3 半导体激光器COD研究进展 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 表面态及量子阱混杂理论 |
| 2.1 表面态来源及对器件的影响分析 |
| 2.2 量子阱混杂理论研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 硫钝化及氮等离子体清洗技术研究 |
| 3.1 表面钝化及其效果的评价 |
| 3.2 含硫溶液湿法钝化技术研究 |
| 3.3 氮等离子体干法清洗技术研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Al_xN_y钝化膜及腔面光学膜研究 |
| 4.1 氮化铝材料的特性 |
| 4.2 Al_xN_y薄膜的制备 |
| 4.3 Al_xN_y薄膜的特性研究 |
| 4.4 半导体激光器腔面光学膜技术研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于IFVD技术制备激光器非吸收窗口研究 |
| 5.1 无杂质空位诱导技术研究 |
| 5.2 高温退火对样品掺杂浓度影响的分析 |
| 5.3 非吸收窗口激光器的设计与制备 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 半导体激光器制备及特性评价 |
| 6.1 半导体激光器工艺制备流程 |
| 6.2 钝化激光器输出特性测试及分析 |
| 6.3 NAW激光器输出特性测试及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文和申请专利情况 |
（8）1.55微米波段GaAs基方形微腔激光器的研究（论文提纲范文）
| 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 |
（9）可重构光分插复用器关键器件与技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 论文内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 可重构光分插复用器 |
| 2.1 波分复用技术 |
| 2.2 ROADM实现技术 |
| 2.2.1 开关型ROADM |
| 2.2.2 调谐型ROADM |
| 2.3 平面光集成的ROADM |
| 2.4 ROADM关键器件 |
| 2.4.1 光开关 |
| 2.4.1.1 光开关的种类 |
| 2.4.1.2 光开关的材料 |
| 2.4.1.3 波导型电光开关 |
| 2.4.2 楔形越层波导 |
| 2.4.3 半导体激光器 |
| 2.4.3.1 半导体激光器的发展历史 |
| 2.4.3.2 半导体激光器的分类 |
| 2.4.3.3 半导体激光器的结构与工作原理 |
| 2.4.4 光电探测器 |
| 2.4.4.1 RCE探测器 |
| 2.4.4.2 波导型探测器 |
| 2.4.5 波分复用器 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光开关理论分析与结构设计 |
| 3.1 BPM方法介绍 |
| 3.1.1 BPM基本原理 |
| 3.1.2 旁轴近似 |
| 3.1.3 透明边界条件 |
| 3.2 MMI基本原理 |
| 3.2.1 导模展开法分析 |
| 3.2.2 成像位置与数量 |
| 3.2.3 2×2多模干涉耦合器 |
| 3.3 光开关调制机制 |
| 3.3.1 能带填充效应 |
| 3.3.2 自由载流子吸收 |
| 3.4 光开关结构设计 |
| 3.4.1 外延结构设计 |
| 3.4.2 光开关端口设计 |
| 3.4.3 多模干涉耦合器 |
| 3.4.4 光开关性能模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光开关实验研究 |
| 4.1 光开关掩模版设计 |
| 4.2 光开关外延结构生长 |
| 4.3 光开关实验制备 |
| 4.4 关键工艺研究 |
| 4.5 光开关测试 |
| 4.5.1 光纤与波导的对准耦合 |
| 4.5.2 测试系统搭建 |
| 4.5.3 测试结果以及分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 楔形越层波导在集成中的应用 |
| 5.1 波导与探测器的集成方式 |
| 5.2 引入垂直楔形越层波导的PIN探测器模型 |
| 5.3 楔形越层波导耦合性能 |
| 5.3.1 楔形越层波导中的光场分布 |
| 5.3.2 各参数对楔形越层波导耦合性能的影响 |
| 5.3.2.1 材料折射率对耦合效率的影响 |
| 5.3.2.2 楔形末端厚度对耦合效率的影响 |
| 5.3.2.3 楔形波导长度对耦合效率的影响 |
| 5.4 楔形波导的制备方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 新型InP基半导体激光器研制 |
| 6.1 InP基量子阱激光器制备工艺研究 |
| 6.1.1 材料外延 |
| 6.1.2 器件制备过程 |
| 6.1.3 器件测试结果 |
| 6.2 实验难点分析 |
| 6.3 量子点激光器 |
| 6.3.1 量子点制备技术 |
| 6.3.2 结构设计 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（10）1.3μm应变量子阱激光器与光放大器的结构优化与制作（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 导论 |
| 1.1 半导体激光器的发展历程与现状 |
| 1.2 半导体光放大器的发展历程与现状 |
| 1.3 本论文解决的问题 |
| 第二章 量子阱激光器的主要特性分析 |
| 2.1 量子阱的能量量子化 |
| 2.2 量子阱的态密度 |
| 2.3 量子阱激光器的透明载流子密度 |
| 2.4 量子阱激光器的峰值增益系数 |
| 2.5 量子阱激光器的微分增益系数 |
| 2.6 总结 |
| 第三章 窄条形低阈值InGaAsP／InP量子阱激光器的结构优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 条宽的优化 |
| 3.3 腔长的优化 |
| 3.4 阱数的优化 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 1.3μm InGaAsP／InP量子阱激光器温度特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阈值电流特征温度模型 |
| 4.3 阱数效应实验研究 |
| 4.4 激光器结构生长及材料测试 |
| 4.5 脊形波导结构激光器的制备 |
| 4.6 阈值电流的温度特性 |
| 4.7 功率代价的实验结果 |
| 4.8 结论 |
| 第五章 AlInAs电子阻挡层对激光器高温特性的改善 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件结构与制作 |
| 5.3 器件性能 |
| 5.4 高温功率代价的理论研究 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 1.34μm张应变量子阱激光器结构的优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 张应变量子阱的生长和材料表征 |
| 6.2.1 外延生长和材料结构 |
| 6.2.2 应变 阱宽 垒层厚 度生长温度对材料特性的影响 |
| 6.2.3 阱数和垒层高度的影响 |
| 6.3 器件特性 |
| 6.4 结论 |
| 第七章 1.31μm量子半导体阱光放大器的优化制作与性能分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 结构设计 |
| 7.3 SOA的生长与制作 |
| 7.4 SOA的性能评估 |
| 7.4.1 偏振分辨的ASE功率特性 |
| 7.4.2 CW信号增益的偏振特性 |
| 7.4.3 SOA组件的饱和输出功率 |
| 7.4.4 SOA组件的噪声指数 |
| 7.5 结论 |
| 第八章 总结 |
| 博士期间发表的论文 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、InGaAsP/InP平面条形双异质结激光器结构参数对阈值电流密度的影响（论文参考文献）
- [1]基于大失配外延GaAs基InGaAsP激光器材料生长和器件的研究[D]. 李小波. 北京邮电大学, 2015(08)
- [2]InGaAsP/InP平面条形双异质结激光器结构参数对阈值电流密度的影响[J]. 孟世乐,朱礽沐,龚小成,陈益新,徐信慧. 固体电子学研究与进展, 1983(04)
- [3]1.47μm半导体激光器结构设计与模拟[D]. 陈为波. 长春理工大学, 2013(08)
- [4]中红外半导体激光器的热特性分析[D]. 朱诚. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）, 2006(02)
- [5]半导体量子阱激光器理论模型的研究及其在计算机模拟中的应用[D]. 张冶金. 吉林大学, 2001(11)
- [6]Ge基红外量子阱激光器关键技术研究[D]. 张立涛. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [7]高功率半导体激光器抗COD关键技术研究[D]. 周路. 长春理工大学, 2014(07)
- [8]1.55微米波段GaAs基方形微腔激光器的研究[D]. 马星. 北京邮电大学, 2018(11)
- [9]可重构光分插复用器关键器件与技术的研究[D]. 马琼芳. 北京邮电大学, 2010(11)
- [10]1.3μm应变量子阱激光器与光放大器的结构优化与制作[D]. 金锦炎. 武汉大学, 2004(11)