微盘半导体激光器及其工艺制备

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。使用量子级联材料制备InGaAs/InAlAs微盘激光器，其光功率达到7mW。

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第一章绪 论

1.1引 言

1.2微盘激光器的结构与优点

1.3微盘激光器的发展

1.4本文主要工作

第二章微盘腔的基本原理与结构

2.1回音壁模式分析

2.2 蜗线形腔中的光学模式

2.3 QCL出光原理

第三章 微盘激光器的工艺研究及器件制备

3.1工艺流程概述

3.2 外延片生长与检测

3.3预置固体掩膜版

3.4光刻工艺

3.5刻蚀工艺

3.6 欧姆接触工艺

3.7封装工艺

第四章微盘激光器的优化与测试

4.1 微盘激光器的热特性优化

4.2器件检测

第五章结论及展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献