高性能垂直腔面发射激光器的研究

目录

1 绪论

1.1 VCSEL的简介

1.2 高速VCSEL的研究背景

1.3 高速VCSEL的研究进展及现状

1.3.1 VCSEL在调制速度和高温特性方面的发展

1.3.2 VCSEL在长波长领域的研究进展

1.3.3 VCSEL在高温和能量效率方面的研究现状

1.4 高速VCSELs的研究困难及未来的发展方向

1.5 本论文的研究工作

2 高速VCSELs的理论基础

2.1 垂直强面发射激光器的结构

2.2 VCSEL的基本理论

2.2.1 VCSEL的内部响应

2.2.2 外部寄生响应

2.3 高速VCSEL的基本特性

2.3.1 分布式布拉格反射镜

2.3.2 阈值增益

2.3.3 光限制因子

2.3.4 阈值电流密度

2.3.5 纵模特性

2.3.6 PAM4调制模式

2.4 隧道结的理论基础

2.4.1 PN结原理

2.4.2 PN结的单向导电特性

2.4.3 PN结的耗尽层宽度

2.5 本章小结

3 VCSEL的制备

3.1 外延生长技术

3.2 光刻技术

3.3 刻蚀技术

3.4 薄膜生长工艺

3.5 BCB平坦化工艺

3.5.1 非光敏BCB工艺

3.5.2 光敏BCB工艺

3.6 VCSEL的制备

3.6.1 制备垂直腔面发射激光器的工艺流程：

3.6.2 各步骤工艺参数

3.6.3 工艺注意事项

3.7 实验失败工艺总结

3.8 本章小结

4 高速VCSEL的热性能

4.1 高速VCSEL的热性能分析及优化

4.2 热性能的基本理论

4.2.1 热阻的提取

4.2.2 热性能对调制带宽的影响分析

4.2.3 理论模型

4.3 影响有源区温度的结果分析

4.3.1 氧化孔径对有源区温度的影响

4.3.2 氧化限制层的厚度对有源区温度的影响

4.3.3 外部驱动电流对有源区温度的影响

4.3.4 布拉格反射镜材料对有源区温度的影响

4.4 本章小结

5 隧道结在VCSEL中的应用

5.1 隧道结的特性

5.1.1 隧道结的电流-电压特性

5.1.2 隧道结的掺杂浓度

5.1.3 隧道结的隧穿概率和隧穿电流

5.1.4 隧道结耗尽层的宽度

5.2 隧道结模拟结果与分析

5.2.1 过渡层对隧道结耗尽层的影响

5.2.2 隧道结的WKB参数和隧穿概率

5.2.3 隧道结的电流特性

5.2.4 隧道结耗尽层宽度

5.3 本章小结

6 总结与展望

参考文献

致谢

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