光子晶體面發(fā)射激光器制備與測試分析.pdf

1、光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器是一種新型激光器，具有垂直腔面發(fā)射激光器有的所特點(diǎn)，并且光束發(fā)散角更小與光纖或其它光學(xué)器件耦合更容易、效率更高，同時(shí)光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器還是實(shí)現(xiàn)單模大功率的最有效的途徑。因而引起全世界科技工作者的高度關(guān)注，成為激光技術(shù)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文基于光子晶體的基本理論，系統(tǒng)地研究了GaAs基光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器的設(shè)計(jì)、制備和光電特性等，獲得了以下研究結(jié)果。
　　 （1）運(yùn)用平面波（PWE）展開的

2、理論計(jì)算方法，求解分析了光子晶體結(jié)構(gòu)對垂直腔面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的模式影響。計(jì)算光子晶體結(jié)構(gòu)帶來的折射率差。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的光子晶體結(jié)構(gòu)激光器。
　　 （2）探索出制備光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器的關(guān)鍵工藝參數(shù)，比系統(tǒng)的優(yōu)化了工藝流程。分析了在濕法氧化工藝中氧化溫度、Al組分、氮?dú)饬髁康葏?shù)對氧化速率、氧化層質(zhì)量的影響，并總結(jié)了氧化深度、氧化速率、氧化時(shí)間之間的變化規(guī)律?？偨Y(jié)了精密光刻在光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器制

3、備中應(yīng)注意事項(xiàng)。系統(tǒng)分了電子束曝光的方法中：電子束膠的選取、劑量與顯影時(shí)間的匹配等。同時(shí)優(yōu)化了ICP干法刻蝕條件。最終，通過實(shí)驗(yàn)研制出一系列不同晶格常數(shù)和占空比的光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器，制備出GaAs基850nm光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器。
　　 （3）實(shí)現(xiàn)了光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器的單橫模激射，驗(yàn)證了光子晶體對面發(fā)射激光器的模式控制作用。搭建測試平臺(tái)對光子晶體垂直腔面發(fā)射激光器光電特性、光譜特性和遠(yuǎn)場光斑等特性進(jìn)行了系統(tǒng)