2μm锑化物分布反馈半导体激光器的光栅制备与研究

摘要

2~5μm红外波段拥有两个“大气窗口”，分别为2~2.5μm波段与3.5~5μm波段。在此波段内的激光由于具有较低的散射与吸收，因而在空间点对点通信、空间探测等方面拥有重要的应用前景。与此同时光纤通信系统的发展迅速，导致了对高速、远距离的光通信光源要求越来越高。分布反馈激光器(DFB-LD)成为了高边模抑制比的首选光源。而锑化物半导体激光器激射波长可在1.7μm~4.5μm范围内调节。因而，锑化物材料是研制中红外激光器的不可或缺的选择。
　　本文通过对2μm锑化物DFB-LD工作理论的分析和内部结构模拟设计，得出适合2μm锑化物DFB-LD的布拉格光栅的阶数、光栅的周期、光栅的深度、占空比等各项参数，并对锑化物的湿法腐蚀的机理进行分析实验，最后通过全息光刻方法湿法腐蚀制作出二阶布拉格光栅。
　　制作出2μm锑化物 DFB-LD工作的布拉格光栅并对制备出的布拉格光栅通过扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope）和原子力显微镜（Atomic Force Microscope）对光栅的周期、占空比、深度及表面形貌进行了表征，表征出的制作的二阶布拉格光栅，光栅周期为528nm、占空比为0.25、光栅深度为109nm适合、光栅的表面形貌平整均匀，光栅形状为理想的正弦型光栅。具有完美的表面形貌，表明所制备的光栅能够满足二次外延生长和2μm锑化物DFB半导体激光器对二级布拉格光栅的要求，这说明可以对锑化物分布反馈半导体激光器二次外延制作内置布拉格光栅起到指导性的作用。

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第一章 绪 论

1.1论文研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 锑化物LD的发展现状

1.2.2 DFB-LD的研究现状

1.2.3布拉格光栅的研究现状

1.2.4 锑化物DFB-LD制备的困难

1.3本论文的主要工作

第二章 锑化物DFB-LD相关理论及结构模拟设计

2.1 分布反馈半导体激光器相关理论

2.2 DFB-LD模拟与结果分析

2.3 本章小结

第三章 锑化物布拉格光栅制备技术

3.1全息曝光技术

3.1.1 全息曝光系统原理

3.1.2 全息曝光系统的优化

3.2 锑化物的湿法腐蚀和干法刻蚀

3.2.1锑化物的湿法腐蚀

3.3 本章小结

第四章 2μm 锑化物DFB-LD布拉格光栅的设计、制备与表征

4.12 μm锑化物DFB-LD布拉格光栅的实验设计

4.1.1 2μm 锑化物DFB-LD布拉格光栅的级数和周期的设计

4.1.2 GaSb的Bragg光栅的占空比和深度的模拟设计

4.22μm DFB-LD Bragg光栅的制备工艺

4.32μm DFB-LD中二阶Bragg光栅的制备

4.4本章小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文