垂直腔面发射激光器制作新工艺

采用一种新工艺制作了垂直腔面发射激光器(VCSEL),即用开环分布孔取代以往的环形沟道作为氧化物限制技术的注入窗口。因开环分布孔间形成多个桥,为电注入提供了天然的桥状通道,解决了电极过沟断线问题。这种新结构器件的输出功率约为以往结构器件的1.34倍。在20℃~80℃范围内,对器件的输出功率、阈值电流及波长漂移性进行了研究。60℃时最大输出光功率可达到6 mW。激射波长随温度升高呈线性变化,且向长波方向移动,速率为0.06 nm/℃。由实验结果计算出器件的热阻为1.96℃/mW。  

湿法氧化工艺对VCSEL器件性能的影响

在精确控制气体流量、温度等条件下对样品进行了湿法氧化实验.在SEM下观察了高铝氧化层的微观结构.讨论了高铝氧化限制层中氧化产物体积收缩产生的多孔结构对氧化反应的作用,以及收缩应力对有源区的影响.分析了氧化后器件串联电阻变大的原因.综合考虑这些因素,结合器件结构优化氧化层的设计,制备出了阈值电流低的、性能优良的VCSEL器件.  

脊形波导耦合的光纤阵列设计

分析了单模光纤与脊形波导的耦合模理论,讨论了其模式特点、最佳耦合条件.在此基础上,计算并设计出满足最佳耦合条件的光纤阵列V-型槽宽度.所设计的光纤阵列在对光纤提供高精度定位的同时,又能保证其与脊形波导的高效率耦合.  

垂直腔面发射激光器的氧化工艺研究

在垂直腔面发射激光器(VCSEL)中常用氧化物限制结构来对其进行电流和光场的限制.分别从氧化时间、氧化温度、氧化载气的气流量三方面讨论研究了它们对Al0.98Ga0.02As层氧化深度、氧化速率的影响.最后得到最佳氧化条件:氧化温度为422℃,氧化载气的气体流量为1.5 L/min,氧化速率为0.6μm/min.用在此最佳氧化条件下氧化的外延片制成VCSEL器件,室温下其阈值电流大约为1.8 mA,最大输出功率为7.96 mW.  

垂直腔面发射激光器中选择性氧化工艺稳定性研究

选择性氧化工艺已经成为制备高性能垂直腔面发射激光器(VCSEL)的关键技术,氧化后形成的氧化层提供了良好的电限制和折射率导引,但选择性氧化速率是呈线性规律还是抛物线规律仍存在很大的争议.在多种温度条件下,做了环形沟槽和环形分布孔的氧化实验,这是在垂直腔面发射激光器中采用的两种结构.实验结果表明,氧化窗口形状对氧化速率的影响也依赖温度条件,并对这种实验现象给出了定性解释.  

Photoluminescence and X-ray Diffraction of Distributed Bragg Reflector

Spectral and structural characteristics of distributed Bragg reflector (DBR) in vertical-cavity surface-emitting lasers were studied with photoluminescence and double- crystal X- ray diffraction measurement. The expected high quality epitaxial DBR structure was verified. In the X- ray double- crystal rocking curves of DBR the zeroth- order peak, the first and second order satellite peaks were measured. Splitting of diffraction peak appeared in the rocking curves was analyzed. The effects of introduced deep energy levels on the structural perfection and optical properties were discussed.