一、SiOP介质膜及其对InGaAsP/InP量子阱激光结构混合无序的影响（论文文献综述）
刘翠翠,林楠,马骁宇,井红旗,刘素平[1]（2022）在《带有非吸收窗口的高性能InGaAs/AlGaAs量子阱激光二极管》文中进行了进一步梳理为了解决限制近红外单发射区InGaAs/AlGaAs量子阱半导体激光二极管失效阈值功率提升的腔面光学灾变损伤问题,研制了一种带有Si杂质诱导量子阱混杂非吸收窗口的新型激光二极管,并对其性能进行了测试分析。首先,对于带有非吸收窗口的二极管,在其谐振腔上方前后腔面附近的窗口区域覆盖50 nm Si/100 nm SiO2组合介质层,在远离腔面的增益区域覆盖50 nm Si/100 nm TiO2组合介质层,并采用875℃/90 s快速热处理工艺促进Si杂质扩散诱导量子阱混杂并去除非辐射复合中心。然后,基于相同外延结构、相同流片工艺制备了无非吸收窗口的激光二极管作对照组。测试结果显示,带有非吸收窗口的新型激光二极管平均峰值输出功率提升约33.6%,平均峰值输出电流提升约50.4%,腔面光学灾变损伤的发生概率和破坏程度均明显降低,且其阈值电流、斜率效率及半高全宽等特性也无任何退化。该研究证明,采用Si杂质诱导量子阱混杂技术制备的非吸收窗口,对近红外单发射区InGaAs/AlGaAs量子阱半导体激光二极管腔面光学灾变损伤有明显的抑制效果。
宋悦,宁永强,秦莉,陈泳屹,张金龙,张俊,王立军[2]（2020）在《大功率半导体激光器抗腔面灾变性光学损伤技术综述》文中认为激光器腔面灾变性光学损伤对大功率半导体激光器的最大输出功率和可靠性有很大的负面影响,是激光器突然失效的主要机制。如何克服腔面灾变性光学损伤,从而获得高性能的大功率半导体激光器成为重要的研究课题。文章首先对腔面灾变性光学损伤的研究历程进行了简要介绍,随后论述了腔面灾变损伤的物理机制及热动力学过程,最后从技术原理、方法、优缺点、改进方法、研究进展及应用现状的角度,逐一对各种抑制腔面灾变损伤的方法进行了归纳和总结。
蔡园园[3]（2018）在《有机聚合物准晶光子晶体激光器的研究》文中研究表明信息社会的迅猛发展主要依赖于各种信息技术,如网络、软件、人工智能等。集成电路技术是最重要的技术之一。集成电路的载体是电子,电子之间的库仑力使得集成电路芯片的尺寸小到一定程度时必然造成器件功耗和温度的增加,极大影响了器件的性能。相比较于电子,光子作为信息传递的新型载体,其相互作用力极弱,具有大容量、高速度、抗干扰等诸多优势,因此光子器件被广泛应用于全光通信网络等产业中。光子晶体作为以光子为载体的新型结构材料,因其具有光子带隙和光子局域等优良光调制特性引起了人们广泛关注,并被应用于各种有源和无源器件中。在激光器研究领域,光子晶体能抑制位于其禁带中的电磁波传播,因此当发光材料的自发辐射频率与光子禁带范围重合时,材料自发辐射将被抑制,由自发辐射引起的能量损耗大幅下降,进而降低了激光器的激射阈值。此外通过在结构微腔引入缺陷模可实现激光器单模输出的目的。准晶是一种具备旋转对称性和长程指向性的特殊光子晶体结构。相比于周期性光子晶体,准晶在低折射率对比度下仍表现优异的光子局域特性。目前激光增益介质大多为物性调控较为成熟的无机半导体材料。但有机半导体材料相比较于无机材料制备工艺简单、发光光谱可调谐、易于大面积柔性显示等优势,因此有机半导体光子晶体激光器逐步成为研究热点。本文将有机发光材料优良的发光特性与准晶光子晶体灵活的光调制特性相结合,设计并制备了单点集成单波长输出的光泵浦有机光子晶体激光器和电泵浦有机光子晶体激光器,具体工作如下:1、采用时域有限差分法研究了低折射率对比度下不同位置8重准晶9孔单缺陷微腔所支持的缺陷模特性和不同距离的双缺陷微腔所支持的缺陷模耦合特性,发现9孔单缺陷微腔的位置不同不改变缺陷模模式,只引起缺陷模峰位的微小移动,且9孔单缺陷所支持的缺陷模数与缺陷相对于入射电磁波的对称性有关。当9孔双缺陷腔之间距离较近时,由于不同缺陷中的缺陷模式的对称性不同,出现了相同模式非耦合现象。另外,由于其间材料的低折射率,两距离较近的微腔形成复合腔,并激发产生新的局域模;数值模拟研究结果为后续开展光泵浦有机激光器、电泵浦有机激光器和有机激光器阵列的设计制备奠定了理论基础;2、设计制备了准晶-双银镜结构光泵浦有机聚合物准晶光子晶体激光器。利用上下银镜作为反射镜,通过控制膜厚及准晶光子晶体结构参数,实现双银镜的纵向选模与光子晶体横向局域模式的匹配,实现了泵浦阈值为21.1μJ/pulse,激射峰位于λ=605.4nm,半高宽约为7nm的激光输出。;3、设计制备了准晶-高反膜结构有机聚合物准晶光子晶体激光器。采用高反膜替代石英基底作为谐振腔全反射镜,减少对光的耗散,并在垂直方向上实现高反膜/发光增益介质材料/空气结构的纵向选模及反馈结构,结合准晶结构在水平方向上局域性,实现了泵浦阈值低至6.9μJ/pulse,峰位于λ=602.2nm,半高宽约0.7nm的激光输出。该结构结构简单且紧凑,整体结构Q值较高,泵浦阈值很低,具有很好的研究价值及应用前景;4、制备了以MEH-PPV为发光材料的PLED器件,并在PLED器件中引入了准晶结构,制备了电泵浦有机聚合物准晶光子晶体激光器,实现了阈值电流约0.8mA,启辉电压5.5V,半高宽约为0.5nm,波长为λ=607nm的激光输出。这一工作为设计可见光波段的电泵浦激光器提供了新思路,也为未来研制可控紧凑型三基色源奠定了基础。
刘军[4]（2018）在《新型脉冲伽马时间谱探测方法关键技术研究》文中进行了进一步梳理脉冲伽马射线时间谱测量是脉冲辐射场诊断的重要组成部分,也是分析和研究脉冲辐射源时间特性和动态物理过程的核心数据。对于激光惯性约束核聚变（ICF）装置、自由电子激光、同步辐射光源、逆康普顿散射伽马源以及激光等离子体射线源等超快脉冲伽马射线源及其辐射场,要求时间谱探测系统具备100ps甚至ps量级的时间分辨。受限于空间电荷效应和同轴电缆的低传输带宽,传统的电流型探测系统难以实现100ps以下的时间响应,因此,将脉冲伽马射线转换为光信号,是探索和发展新型超快脉冲伽马射线探测方法的重要途径。本课题立足超快脉冲辐射场诊断需求,探索并开展了有关脉冲伽马射线时间谱探测的新方法研究,系统地研究了新方法建立、可行性论证、技术路线的设计与实现、探测系统主要物理量评估、方法的创新应用等五个关键问题。论文详细研究了 CH3NH3PbC13晶体及其不同卤素离子掺杂的新型钙钛矿晶体的闪烁发光特性,并首先将其应用到超快脉冲伽马射线时间谱诊断中。通过改进晶体制备工艺,获得了大尺寸、高透明度的CH3NH3PbC13及其掺杂晶体,表征了实验样品的主要材料特性;分析研究了钙钛矿晶体在激光和X射线激发下的常温与低温不同光谱特性,据此发现了不同发光成分的物理规律及其对发光衰减时间的影响;采用单光子计数方法在常温和低温下研究了样品的闪烁发光时间波形,得到了不同样品的发光时间参数,所有样品闪烁发光上升时间均小于100ps;利用像传递原理建立了一套具备荧光延迟功能的闪烁探测系统,分别利用ps级激光和脉冲伽马作为δ脉冲研究了系统的时间响应特性,得到波形上升沿为458.7ps,波形脉宽710ps,若利用条纹相机记录光脉冲则系统有望实现100ps以下的时间分辨。首次提出并研究了一种基于半导体激光器的超快脉冲伽马射线探测方法,实现了脉冲伽马射线向激光信号的保真转换。理论上,采用蒙特卡洛方法数值模拟了伽马射线在半导体激光器有源区产生的过剩载流子数密度,借助载流子速率方程,建立了过剩载流子数密度与激光输出功率之间的函数关系及系统灵敏度的表达式,分析评估了原理型系统的时间响应（<10ps）和伽马探测本征灵敏度（6.72×10-21C·cm2）;建立了一套基于AlGaInP/GaInP多量子阱激光器的原理型探测系统,实验证明了该方法测量脉冲伽马射线时间谱的可行性,利用“强光一号”加速器研究了系统对MeV级强流伽马射线的脉冲响应特性,并配合标准探测器完成了系统脉冲伽马射线探测灵敏度的实验估计,实验结论及灵敏度数值（本征灵敏度约1.27×10-22C·cm2）与理论预测结果符合良好;采用ps级脉冲伽马射线源开展了系统时间响应能力评估的初步实验,受限于光电转换器件测量带宽实验结果无法反映系统的实际时间响应能力。利用半导体折射率瞬态辐射效应与激光菲涅尔原理,首次提出并证明了一种基于激光偏振调制的脉冲伽马射线时间谱探测方法。根据脉冲伽马射线与半导体相互作用机制,依次研究了脉冲伽马射线与自由载流子、载流子浓度与晶体折射率之间的制约关系,利用菲涅尔公式建立了半导体折射率改变量与激光各偏振分量的函数关系,给出了系统灵敏度一般表达式;以He-Ne激光为探针光设计建立了一套原理型探测系统,分别将透射光垂直偏振分量和反射光水平偏振分量作为待调制量实现了方法可行性的验证目标;设计建立了一套基于Nd:YAG固体激光器的腔内调制系统,研究探索了腔内调制方式用于测量脉冲伽马射线时间谱的可行性及其特殊性,实验估计的系统灵敏度约为5.34×10-17C.cm2,说明该方法可以满足低强度脉冲伽马射线时间谱的测量需求。最后,作为本文新型“辐射-光”探测方法在其他领域的应用探索,我们首先提出并研究了一种全新的激光-X射线联袂通讯技术。分析讨论了联袂通信系统的工作原理、系统构成及关键技术环节,并针对各个关键问题分步开展了实验研究;设计研制了一套基于光阴极直流电子枪的高重频脉冲X射线源,其中电子枪实现了 2MHz重频、50pC脉冲电荷量、2mm束斑直径的电子束流输出,利用W靶实现了 100keV以下的低能X射线输出;建立了一套激光-X射线联袂通信原理型系统,利用钙钛矿晶体构成的闪烁探测系统完成了该通信技术的原理性实验,展示了该通讯技术实现信号通信的一般方式。本文兼顾“辐射→荧光”与“辐射→激光”两种信号转换思路,首次提出并分别研究了三种新型脉冲伽马射线时间谱探测方法,理论和实验均证明了方法的可行性,利用光学条纹相机测量和记录光脉冲信号,则有望实现ICF聚变装置与逆康普顿散射源等超快伽马射线时间谱的测量目标,而激光-X射线联袂通讯技术的提出为实现空间联合保密通信等应用需求提供了技术支撑,也为无线通信领域实现了有益的技术补充。
董海亮[5]（2016）在《InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》文中提出半导体激光器具有体积小、重量轻、功率大、光电转换效率高、寿命长等优点,成为光电子材料与器件领域研究的热点。GaAs基激光器在光电特性及应用领域的研究已经取得了很大进展,但在光电性能方面仍面临一些急需解决的问题,比如高注入电流密度下功率效率衰减、内损耗较高、阈值电流高、电光转化效率低、载流子的热逃逸、斜率效率低等。研究表明,激光器外延结构中各功能层间的界面,尤其是激光器有源区的界面结构,不仅能够传递能量,而且对提升激光器件的光电性能起着至关重要的作用。本论文研究GaAs基激光器中有源区界面结构与其光电性能的关系,通过设计和调控有源区界面结构来提升激光器件的光电性能。在介绍GaAs基激光器发光机制的基础上,对量子阱中的阱/垒界面结构展开了研究,包括生长温度对InGaAs/GaAsP量子阱中阱/垒界面的铟（In）原子扩散的影响,势垒中磷（P）组分对量子阱中界面结构质量及载流子分布的影响,不同偏角GaAs衬底对量子阱界面结构及生长动力学过程的影响等。本文的具体研究内容和成果主要包括以下几方面:1.为了更好的调控InGaAs/GaAsP多量子阱界面的生长工艺,系统研究了量子阱生长温度对阱垒生长过程中高温环境导致In原子界面扩散的问题。温度越高,In原子扩散长度越长,阱垒界面层的合金无序性增加,合金散射增大,降低了电子的迁移率。因此,为了获得理想的量子阱界面结构,设计的生长温度分别为620℃、650℃和680℃。结果表明:在生长温度为650℃时,在InGaAs/GaAsP界面处能够得到最薄的In原子扩散界面层。同时,讨论并分析了In原子扩散层形成机制以及该层对多量子阱光电性质影响的机理。2.为了提高InGaAs/GaAsP多量子阱的内量子效率,解决在电激发作用下载流子从阱中越过势垒导致载流子泄露的问题。采用k·p方法从能带理论上系统研究了势垒中P组分对载流子的分布、束缚能力以及光电性质的影响。在理论设计的基础上,分别生长了不同P组分势垒的多量子阱结构,并对其界面结构性质以及光学性质进行了研究,分析了不同P组分势垒的激光器件对光电性能的影响。结果表明:势垒中P组分为0.145时,得到了光电性能参数较好的激光器件,内量子效率可达98%,阈值电流约为0.3 A。3.为了分析0°,2°和15°不同偏角的GaAs衬底对激光器有源区的InGaAs/GaAsP多量子阱界面结构的影响。在相同工艺参数条件下,不同偏角的GaAs衬底上生长的多量子阱结构表面形貌分别为台阶流、台阶聚并和岛状。通过变温光致发光谱分析表明:在0°、2°和15°GaAs衬底上生长的多量子阱结构分别具有量子阱、量子线和量子点的光学特征。结合相关工艺参数,对不同偏角GaAs衬底上的量子阱、量子线和量子点的生长机理进行了分析,并解释了不同偏角衬底的InGaAs/GaAsP多量子阱的光学性质与微观结构之间的关系,从而为制备不同形貌的自组装纳米结构器件提供新的工艺方法。
张欣[6]（2015）在《基于量子阱混杂技术的快速波长可切换Ⅴ型耦合腔半导体激光器研究》文中研究指明电信业进入二十一世纪之后,对网络带宽的需求还在持续增加。波分复用技术（WDM）、大范围可调谐激光器和单片集成技术的出现,极大地增加了每个光纤内传送的数据量,同时降低了光通信器件的制作成本。在过去的几十年中,量子阱混杂技术（QWI）被证明为一种简单有效的实现单片集成的方法。而其中的KrF准分子激光器量子阱混杂技术由于效果好、稳定性好,逐渐成为了最有希望的方法之一。在本文中,利用实验室现有的KrF准分子激光器开发了基于紫外激光照射的量子阱混杂技术。首次应用这项技术成功制作了FP激光器和无源波导。测试得到的FP激光器和无源波导的性能甚至比量子阱混杂之前的性能更好。随后,我们将该技术应用到V型腔激光器中,首次实现了基于载流子注入的波长调谐功能。其中腔长差5%的器件可以实现1550nm波段100GHz间隔的32个通道的单电极调谐,同时边模抑制比（SMSR）可以达到35dB,与热调谐的V型腔激光器可以媲美。此外,调谐电流仅0～40mA,比热调谐的电流（>100mA）小得多。最后,我们分析了该激光器的波长切换性能。相邻通道的切换时间仅1ns左右,比热调谐的时间快了4个数量级。我们还研究了间隔通道数对切换时间的影响,发现随着间隔通道数增加,波长切换时间也随之增加,最后在10ns左右趋于饱和。这种单电极控制的快速波长可切换半导体激光器在未来的波长路由光网络中有广阔的应用前景。
陈开胜[7]（2015）在《用于全光信号处理的InP基单片集成器件》文中认为21世纪是信息大爆炸的时代,迅猛发展的英特网对通信网络的通信容量的要求越来越高。全光信号处理技术有望在光网络节点克服传统光-电-光交换模式对速率的制约而被广泛地研究。而集成化可以大大降低成本和功耗,并提高可靠性,为全光信号处理技术真正用于光通信网络提供了可能。光子集成是未来光通信技术的发展趋势之一。由于InGaAsP的带隙波长为1μm-1.65μm,覆盖通信波段且可调,是制作单片集成器件的理想材料。本文首先研究了InP基单片集成方法,接着设计了InP基无源器件、有源器件和半导体光放大器（SOA）与延时干涉仪（DI）单片集成器件,开发了InP基集成器件的制作工艺,并对这些InP基器件进行了制作和性能测试,最后将它们用于全光信号处理。概括全文的研究和贡献,可以总结为以下几个方面：（1）详细研究了量子阱混合（QWI）和非对称双波导（ATG）这两种InP基单片集成方法。首先介绍了QWI集成方法的机理及几种典型的实现技术；并依据Ⅲ-Ⅴ族材料的扩散理论对氩等离子体增强量子阱混合技术（Ar-PEQWI）进行详细分析和理论建模；同时利用该技术实验实现了110nm的带隙蓝移。接着,分析了ATG集成方法的基本原理。对ATG结构的核心部件——锥形耦合器进行了分析和设计；提出了一种制作工艺简单的单斜锥形耦合器;然后利用变换光学设计了一种用于ATG集成方法的超短垂直耦合器,耦合效率为94.9%,而长度仅3t.μm。最后设计了采用QWI和ATG集成方法实现SOA与DI单片集成器件的工艺流程。（2）设计了SOA与DI单片集成器件和掩膜版图。首先设计了多量子阱外延片的结构和SOA的尺寸。接着基于有限元方法分析并设计了InP基无源直波导和弯曲波导；介绍了多模干涉（MMI）耦合器的基本原理,并设计了1×2和2x2MMI耦合器；然后,依据工作带宽等要求设计了DI的尺寸。最后,设计并绘制了用于工艺开发和器件制作的无源、有源和集成器件掩膜版图。（3）研究了InP基单片集成器件的关键加工工艺。分别开发了紫外光刻、缓冲氢氟酸（BOE）湿法刻蚀Si02、磁增强的反应离子刻蚀（MERIE）和感应耦合等离子体（ICP）干法刻蚀ICP干法刻蚀InP/InGaAsP、电极的制作（包括负胶光刻、金属沉积和剥离、衬底减薄和热退火等）以及InP基器件的后处理等工艺的流程和参数。为实现用于全光信号处理的InP基单片集成器件提供了工艺支持。（4）制作并测试了InP基无源、有源和单片集成器件。首先制作了无源单模和多模脊波导。接着介绍了法布里帕罗半导体光放大器（FP-SOA）的详细制作流程,并成功制作了性能优良的FP-SOA,其自发辐射梳状谱的消光比高达30dB。最后测试了SOA与DI单片集成器件,其中2000μm长的SOA的饱和输出功率高于3dBm,DI的消光比约为16dB、且峰值波长可以通过调节相移器进行调节,AWG消光比高于20dB,这些测试结果显示单片集成器件性能良好。（5）研究基于InP基器件的全光信号处理技术。首先,提出并实验验证了一种基于FP-SOA对微分方程进行全光求解的方案。级联多个FP-SOA可以求解高阶微分方程,而改变FP-SOA的注入电流可以调节被求解微分方程的系数,1阶微分方程的系数的调谐范围为0.0026/ps到0.085/ps,而2阶微分方程的两个系数的调谐范围分别为0.0216/ps到0.158/ps和0.0000494/ps2到0.006205/ps2。接着,基于SOA与DI单片集成器件,利用四波混频效应从实验上实现了10Gbit/s的全光波长转换；利用交叉增益调制结合DI多信道滤波特性实现了10Gbit/s的全光波长转换和波长广播。
彭盛华[8]（2010）在《等离子体诱导量子阱混合技术研究》文中研究说明量子阱混合技术是一种十分有效的实现多功能单片集成的技术。它通过在量子阱层附近引入缺陷,继而快速退火促进缺陷在量子阱层与垒层的组分相互扩散,达到改变能带结构的目的。与再生长技术和选择性生长技术相比,其工艺简单、并能十分有效的改变量子阱材料的能带,是当前单片集成技术中的热点。本文研究了等离子诱导的量子阱混合技术,主要创新包括以下几个方面:使用氩等离子诱导的量子阱混合在标准的InGaAsP/InP压应变多量子阱结构上实现了110nm的波长蓝移。系统的研究了ICP功率、退火温度等主要实验参数对量子阱PL峰值蓝移、PL峰值强度的影响,并且得到了重复性很好、有较大蓝移的量子阱混合实验结果。首次提出并研究了氮等离子诱导的量子阱混合技术,使用SRIM模拟分析了氮等离子在InGaAsP/InP结构上的空位缺陷生成速率,分别在有上包层结构和无上包层结构的多量子阱样品上取得了近100nm的PL峰值波长蓝移。首次使用氩等离子诱导的量子阱混合技术在InGaAsP/InP量子阱结构制作了低损耗波导,使得该波导结构对于1545nm激光的单阱损耗从22/cm降低到2.16/cm。使用氩等离子体诱导量子阱混合技术在1545nm波长的量子阱片上制作了激射波长为1435nm的FP腔激光器,并拥有较低的阈值电流和较大的输出功率。该低损耗波导和波长蓝移的FP腔激光器,验证了氩等离子诱导量子阱混合方法的实用性。
劳燕锋[9]（2007）在《1310nm垂直腔面发射激光器设计与研制》文中进行了进一步梳理垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL）是光纤通信系统中应用的重要光源之一，1310nm VCSEL器件能够满足当前大容量、千兆比特速率城域网的需求。然而，它的发展却受到了InP基分布布拉格反射腔镜（DistributedBragg Reflector，DBR）反射率低的限制。为了突破这个限制，诸如InP／GaAs异质兼容、InP基锑化物DBR和GaAs基有源材料生长等多项技术被应用于1310 nm VCSEL的研制，器件性能取得了一定的进展。本论文设计了一种混合型1310nm VCSEL结构，它由SiO2／TiO2介质膜DBR、GaAs基GaAs／AlAs半导体DBR以及处于它们之间的InP基InAsP／InGaAsP应变补偿多量子阱有源材料组成。我们通过VCSEL器件结构的优化设计、材料生长、晶片直接键合及其器件工艺，研制出了1310nm VCSEL激光器件，主要的研究工作如下：1．VCSEL器件结构的设计，主要包括有源区、共振腔结构以及载流子注入三个方面。采用有效质量模型计算了InAsP／InGaAsP应变补偿量子阱的能带结构，从获取最大电子限制能量角度设计量子阱结构参数。根据周期性结构的光束反射规律，给出一种设计VCSEL共振腔结构的直观方法，并结合基于传递矩阵法的反射光谱和光场分布计算，设计出SiO2／TiO2 DBR—共振腔—GaAs／AlAs DBR型VCSEL结构。通过阈值特性分析，得出为了降低阈值电流腔镜反射率与量子阱数目之间所满足的关系，并提出优化VCSEL器件性能方案。载流子注入效率是影响器件性能的重要因素之一，我们自洽求解了泊松方程和扩散方程，得到不同结构电流注入区下有源区中的载流子分布，分析得出载流子均匀注入有源区的有效途径。2．基于降低材料光学吸收和提高电导性能两方面的考虑，我们优化了GaAs／AlAs DBR的n型掺杂，并采用气态源分子束外延技术，生长了用于键合方法制作1310nm VCSEL结构的GaAs基GaAs／AlAs DBR和包含InAsP／InGaAsP多量子阱的InP基共振腔材料，考虑到VCSEL结构对DBR中心波长和共振腔长度的高控制精度要求，我们采用了法布里-珀罗（Fabry-Perot，F-P）共振腔结构实现DBR中心波长的测量和调节，以及在InP基共振腔中生长InP／InGaAsP超晶格，从而在器件工艺中进行VCSEL腔模的准确控制。3．发明了InP／GaAs晶片直接键合工艺。自主设计、加工了键合实验装置，通过优化键合条件，成功制作了均匀性良好的InP／GaAs键合晶片对。发明了红外光谱表征键合界面均匀性的方法，利用高分辨率X射线衍射仪表征了键合在GaAs衬底上的InP薄膜中的剩余应力，结果表明经过630℃键合的InP薄膜中剩余压应变为0.044％，采用正晶向（001）键合的InP／GaAs结构中<001>轴向偏差为0.11°，说明InP薄膜均匀地键合在了GaAs衬底上。4．直接键合是一个外界压力作用下的高温退火过程，因此有必要研究高温过程对材料特性的可能影响。实验结果表明，键合n型InP／GaAs异质结的势垒高度接近于理论值，通过在键合界面的InP材料中引入超晶格结构以及采用高退火温度的键合方法有利于改善异质结的电学性能。对键合后InAsP／InGaAsP多量子阱的光致发光谱分析表明，该材料体系具有高达650℃热稳定性能，键合后的量子阱仍维持了键合前的发光性能，因而适合于直接键合工艺。然而，高温退火过程导致InP／GaAs键合异质界面的无序化，在VCSEL结构中引入额外光学损耗并使其腔模蓝移，论文中通过键合F-P腔结构并结合光谱模拟得出了光学损耗值，它与VCSEL中的其他损耗来源如隧道结吸收、孔径散射等在同一个数量级；降低退火温度或采用InP／InGaAsP超晶格可有效减小键合界面的光学损耗。5．采用自己设计和生长的InP基量子阱有源区、GaAs基DBR，经过高温直接键合工艺、圆形台面腐蚀、电流孔径制作、金属电极和光学介质DBR沉积等器件工艺，研制出了衬底面发射的1310nm VCSEL器件。该器件在室温脉冲下激射，阈值电流密度为7.6kA／cm2。在阈值附近为单模激射，波长在1288.6nm，半峰宽为0.38nm；大电流注入时呈现出多模特性。多模的出现归因于器件采用了大尺寸电流限制孔径（15μm）。结果分析表明，为了实现室温连续工作的器件性能，需要进行小电流限制孔径制作（＜8μm）、高反射率GaAs基DBR生长、腔模-增益峰位匹配控制等结构设计和器件工艺的优化。本文给出的1310nm VCSEL器件设计方法、隧道结生长、晶片直接键合和电流孔径制作等关键工艺的突破为今后VCSEL器件性能优化打下了良好的基础。
曹萌[10]（2007）在《干法刻蚀和离子注入影响Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱发光特性研究》文中研究表明干法刻蚀和离子注入是半导体光电器件制作过程中广泛使用的基本工艺过程。虽然干法刻蚀和离子注入工艺都有各自的优点，但他们也都可能给半导体材料及器件带来电学和光学上的损伤。如何在完成器件工艺的同时避免或最大限度地减小材料及器件的损伤是值得研究的重要科学问题。本论文围绕干法刻蚀和离子注入可能给Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱材料发光特性产生的影响进行了系统研究，并取得如下结果：1．理论计算了较低能量（小于1 KeV）下干法刻蚀过程中缺陷产生速率、缺陷在材料刻蚀表面及侧面的分布、缺陷在刻蚀材料内部带来的损伤深度、外延层电导等物理量，并得出以下结论：（1）由干法刻蚀产生的缺陷密度随着刻蚀面以下深度的增加而呈指数衰减，缺陷密度随着刻蚀时间的延长而增大，最终趋于饱和；（2）在刻蚀初始阶段，刻蚀损伤深度随着刻蚀深度的增大而增大，当刻蚀缺陷去除速率等于缺陷产生速率时，缺陷损伤深度趋于一定值；在同一刻蚀深度，刻蚀离子在刻蚀面以下的隧穿深度越大，损伤深度也就越大。2．设计了用于研究干法刻蚀损伤机理和离子注入实验的特殊结构的Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱，并采用气态源分子束外延（GSMBE）技术生长了InAsP／InP、InAsP／InGaAsP等应变量子阱；采用金属氧化物气相淀积（MOCVD）技术生长了InGaN／AlGaN量子阱。3．研究了干法刻蚀和离子注入对量子阱发光特性的影响。通过ICP刻蚀技术对InAsP／InP应变多量子阱覆盖层进行刻蚀，并结合光致发光谱测量技术，发现随着ICP刻蚀InAsP／InP应变多量子阱覆盖层深度的增加，量子阱发光强度首先出现明显增强，然后逐渐减弱的现象。ICP刻蚀InAsP／InP应变多量子阱覆盖层45 nm后，量子阱发光强度增强5～7倍；同样用ICP刻蚀InGaN／AlGaN应变多量子阱结构也观察到了发光强度的增强效应，刻蚀量子阱覆盖层约95 nm后，发光强度增强约3倍。揭示了发光增强的内在机理：（1）刻蚀过程中Ar+隧穿作用使量子阱内部引入了新的发光复合中心；（2）刻蚀表面的粗糙化对发光增强也有贡献。确定了刻蚀深度与损伤深度的关系，当ICP刻蚀InAsP／InP量子阱覆盖层75 nm其损伤深度为～40 nm。随着刻蚀深度增大，过多的Ar+会形成高密度非辐射复合中心，从而降低了量子阱发光强度。采用H+注入的方法，同样发现了InAsP／InP应变双量子阱发光强度增强效应，这是因为H+隧穿作用消除了量子阱结构内部的一些本征缺陷。当采取注入能量为25KeV，H+注入剂量为1010／cm2时，InAsP／InP应变双量子阱发光强度提高约1.5倍。4．理论计算了温度与量子阱能带以及激子束缚能的关系；实验研究了ICP刻蚀前后InAsP／InP应变多量子阱和InAsP／InGaAsP应变单量子阱光学特性随温度的变化，发现以下实验现象：（1）干法刻蚀后量子阱发光强度的增强因子随着温度的提高而增大；（2）In或P位置的位移、缺陷、杂质以及应变导致的不均匀性导致量子阱结构内部势能的扰动，载流子与这些扰动的势能相互作用在激子态密度中产生能带尾态，激子在这些能带尾态处的复合导致低温下刻蚀样品量子阱发光峰位产生红移；（3）观察到了刻蚀样品由缺陷及量子阱结构内部原子位置变化导致的量子阱发光峰半高宽增大现象。5．利用ICP刻蚀结合高温快速退火的方法实现了对InAsP／InP应变多量子阱的混杂，分别采用H+和P+离子注入结合高温快速退火的方法实现对了InAsP／InGaAsP多量子阱的混杂。在低温下（10 K），ICP刻蚀lnAsP／InP多量子阱覆盖层180 nm时，量子阱发光峰位蓝移量为39 nm；当H+注入能量为25 keV，剂量为1014／cm2时，InAsP／InGaAsP多量子阱发光峰位蓝量为33 nm；当P+注入能量为25 keV，剂量为1×1O13／cm2时，InAsP／InGaAsP多量子阱发光峰位蓝移量为37 nm。上述结果对干法刻蚀和离子注入Ⅲ-Ⅴ族半导体材料和器件实验具有重要的指导意义。
二、SiOP介质膜及其对InGaAsP/InP量子阱激光结构混合无序的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、SiOP介质膜及其对InGaAsP/InP量子阱激光结构混合无序的影响（论文提纲范文）
（1）带有非吸收窗口的高性能InGaAs/AlGaAs量子阱激光二极管（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 实 验 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.2 仿真计算 |
| 2.3 样品表征 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 功率-电流-电压输出曲线 |
| 3.2 激光光谱 |
| 3.3 电致发光图像 |
| 4 结 论 |
（2）大功率半导体激光器抗腔面灾变性光学损伤技术综述（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 腔面灾变损伤机制 |
| 1.1 COMD的定义 |
| 1.2 COMD的物理机制 |
| 1.3 COMD的热动力学过程 |
| 2 抑制腔面灾变性光学损伤的方法 |
| 2.1 腔面硫化处理技术 |
| 2.1.1 技术原理 |
| 2.1.2 钝化方法 |
| 2.1.3 钝化层需要满足的指标 |
| 2.1.4 技术的优缺点及改进方法 |
| 2.1.5 主要研究进展及现状 |
| 2.2 高真空解理镀膜技术 |
| 2.2.1 技术原理 |
| 2.2.2 钝化方法 |
| 2.2.3 对钝化层的要求 |
| 2.2.4 技术的优缺点及改进方法 |
| 2.2.5 主要研究进展及现状 |
| 2.3 离子辅助镀膜技术 |
| 2.3.1 技术原理 |
| 2.3.2 技术方法 |
| 2.3.3 技术的优缺点 |
| 2.3.4 主要研究进展及现状 |
| 2.4 非吸收窗口技术 |
| 2.4.1 技术原理 |
| 2.4.2 技术方法 |
| 2.4.3 技术的优缺点及改进方法 |
| 2.4.4 主要研究进展及现状 |
| 2.5 腔面附近引入非注入区及电流阻挡层技术 |
| 2.5.1 技术原理 |
| 2.5.2 技术方法 |
| 2.5.3 技术的优缺点及改进方法 |
| 2.5.4 主要研究进展及现状 |
| 3 总结与展望 |
（3）有机聚合物准晶光子晶体激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 增益介质-聚合物材料 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 光泵浦激光器研究现状 |
| 1.3.2 电泵浦激光器研究现状 |
| 1.4 研究目标及研究内容 |
| 1.4.1 本文的研究目标 |
| 1.4.2 本文的研究工作 |
| 2 准晶及相关计算理论和实验制备技术 |
| 2.1 光子晶体简介 |
| 2.1.1 光子晶体的分类 |
| 2.1.2 光子晶体的特性 |
| 2.2 光子晶体理论及计算方法 |
| 2.3 光子晶体应用及工作原理 |
| 2.4 光子晶体加工技术 |
| 2.5 准晶简介 |
| 2.6 准晶的应用 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 准晶光子晶体耦合腔缺陷模的特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光子晶体/准晶耦合模特性研究-紧束缚法理论 |
| 3.3 准晶单缺陷模式特性 |
| 3.4 准晶双缺陷腔支持的模式及耦合分裂特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光泵浦有机聚合物准晶光子晶体激光器的设计、制备与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光泵浦有机聚合物准晶光子晶体激光器的结构设计及工作原理 |
| 4.3 准晶-双银镜谐振腔的构造 |
| 4.3.1 聚合物增益介质的选择 |
| 4.3.2 谐振腔结构的设计 |
| 4.4 准晶-高反膜谐振腔的构造 |
| 4.5 器件的制备 |
| 4.5.1 器件制备所需仪器设备及药品试剂 |
| 4.5.2 器件制备过程 |
| 4.6 器件的性能测试 |
| 4.6.1 准晶-双银镜结构激光器性能测试 |
| 4.6.2 准晶-高反膜结构激光器性能测试 |
| 4.6.3 MEH-PPV的ASE现象 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 电泵浦有机聚合物准晶光子晶体激光器的设计、制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 聚合物电致发光机理 |
| 5.3 器件的设计及制备 |
| 5.3.1 器件制备所需的试剂及靶材 |
| 5.3.2 器件制备所需的设备 |
| 5.3.3 PLED器件制备过程 |
| 5.3.4 二维准晶平板结构的设计 |
| 5.3.5 准晶激光器的制备及性能测试 |
| 5.3.6 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的论文及专利 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（4）新型脉冲伽马时间谱探测方法关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 超快脉冲伽马射线探测技术现状 |
| 1.2.1 基于超快发光过程的超快脉冲辐射探测方法研究现状 |
| 1.2.2 基于激光探针的超快脉冲伽马射线探测方法研究现状 |
| 1.3 现有超快脉冲伽马射线探测方法的主要问题表现 |
| 1.4 论文研究内容与构成 |
| 第二章 脉冲伽马射线时间谱测量技术基础 |
| 2.1 超快脉冲射线源及其辐射场基本特征 |
| 2.1.1 激光惯性约束核聚变装置与X/γ辐射场特征 |
| 2.1.2 逆康普顿散射伽马光源 |
| 2.2 超快脉冲伽马射线时间谱探测系统的主要特征量 |
| 2.2.1 探测系统灵敏度与评价方法 |
| 2.2.2 探测系统时间响应特性与评估方法 |
| 2.2.3 探测系统环境适应性 |
| 2.3 信号传输与记录系统时间特征 |
| 2.3.1 测量信号传输介质 |
| 2.3.2 信号记录系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于新型钙钛矿单晶的超快闪烁探测方法研究 |
| 3.1 钙钛矿材料简介 |
| 3.1.1 材料结构与性质 |
| 3.1.2 制备与材料表征 |
| 3.2 钙钛矿超快发光现象与物理机制 |
| 3.2.1 伽马射线与闪烁体相互作用过程 |
| 3.2.2 钙钛矿单晶的基本闪烁特性表征 |
| 3.2.3 影响闪烁体发光时间的主要因素 |
| 3.3 闪烁体发光时间及探测系统时间响应实验研究 |
| 3.3.1 基于单光子计数方法的闪烁体发光时间特性研究 |
| 3.3.2 基于超快脉冲激光激发的闪烁系统时间响应特性研究 |
| 3.3.3 探测系统ps级脉冲伽马时间响应特性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于半导体激光器的“辐射-光”探测方法研究 |
| 4.1 探测方法的物理基础与关键物理量 |
| 4.1.1 探测方法基本原理与原理型系统构成 |
| 4.1.2 伽马射线与半导体相互作用过程 |
| 4.1.3 激光输出功率与辐射场参数的函数关系 |
| 4.1.4 系统时间响应能力的主要影响因素 |
| 4.1.5 探测系统灵敏度的理论分析与伽马灵敏度 |
| 4.2 探测方法原理型系统实验研究 |
| 4.2.1 原理型探测系统建立 |
| 4.2.2 原理型系统实验结果与分析 |
| 4.3 基于MeV级强流脉冲伽马的探测灵敏度实验研究 |
| 4.3.1 实验方案与屏蔽设计 |
| 4.3.2 光电倍增管增益差异测试 |
| 4.3.3 “强光一号”脉冲伽马射线源监测结果 |
| 4.3.4 测量结果处理与分析 |
| 4.4 探测系统时间响应初步实验研究与存在的问题 |
| 4.4.1 时间响应实验的初步实验与存在问题 |
| 4.4.2 系统优化措施与后续实验考虑 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于激光偏振调制的“辐射-光”探测方法研究 |
| 5.1 探测方法物理基础与折射率瞬态辐射效应分析 |
| 5.1.1 半导体内产生的非平衡自由载流子主要物理过程 |
| 5.1.2 自由载流子致半导体折射率变化主要机制分析 |
| 5.1.3 半导体折射率瞬态辐射效应与激光偏振特性的关系建立 |
| 5.2 原理型探测系统设计与关键特征量理论分析 |
| 5.2.1 半导体材料与激光器的选取 |
| 5.2.2 半导体折射率对激光偏振的影响情况 |
| 5.2.3 影响系统探测灵敏度的主要因素 |
| 5.2.4 系统时间响应主要制约因素分析与评估 |
| 5.3 基于透射光垂直偏振调制的原理型系统实验研究 |
| 5.3.1 原理型探测系统建立 |
| 5.3.2 探测系统实验结果分析 |
| 5.4 基于反射光水平偏振调制的原理型系统实验研究 |
| 5.4.1 原理型探测系统实验设计 |
| 5.4.2 探测系统实验结果 |
| 5.5 基于腔内调制的原理型系统探索实验研究 |
| 5.5.1 原理型探测系统实验设计 |
| 5.5.2 系统初步实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 应用探索:激光-X射线联袂通讯技术 |
| 6.1 激光-X射线联袂通讯技术原理与系统构成 |
| 6.1.1 激光-X射线联袂通信系统的基本原理 |
| 6.1.2 原理型实验系统构成 |
| 6.2 光阴极驱动激光系统 |
| 6.2.1 激光三倍频设计与实现 |
| 6.2.2 紫外激光纵向整形设计与测量 |
| 6.3 基于光阴极的高重频超快X射线源设计与研制 |
| 6.3.1 电子枪结构与参数设计 |
| 6.3.2 电子枪系统实现与电子束流基本参数测量 |
| 6.4 X射线靶室系统设计 |
| 6.4.1 韧致辐射靶与脉冲X射线特征分析 |
| 6.4.2 X射线源的束流产生与基本参数测量 |
| 6.4.3 原理型系统信号调制与测量初步实验研究 |
| 6.4.4 系统优化设计思路与应用展望 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论与创新点 |
| 7.2 存在问题与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（5）InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 应变、应变补偿量子阱及能带理论 |
| 1.3 半导体激光器的基本原理和理论参数 |
| 1.3.1 粒子数反转和光增益 |
| 1.3.2 阈值条件和增益分布 |
| 1.3.3 激光谐振腔 |
| 1.4 半导体激光器光电特性及主要参数 |
| 1.4.1 半导体激光器的量子效率 |
| 1.4.2 量子阱激光器的阈值电流密度，特征温度的分析 |
| 1.5 量子阱激光器In GaAs阱层/GaAsP垒层的界面结构 |
| 1.5.1 温度对生长In GaAs/GaAsP界面结构的影响 |
| 1.5.2 势垒高度对In GaAs/GaAsP界面结构及载流子输运的影响 |
| 1.5.3 不同偏角的GaAs衬底对InGaAs/Ga AsP界面结构的影响 |
| 1.6 选题意义和研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 半导体材料的制备与表征 |
| 2.0 引言 |
| 2.1 外延材料的制备 |
| 2.2 半导体材料的表征手段 |
| 2.2.1 高分辨X射线衍射仪 |
| 2.2.2 半导体光致发光 |
| 2.2.3 原子力显微镜 |
| 2.2.4 拉曼光谱 |
| 2.2.5 其它表征手段 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 温度对应变补偿量子阱中阱/垒界面结构的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 In GaAs/GaAsP多量子阱的制备与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 HRXRD与表面反射率分析 |
| 3.3.2 AFM表面形貌分析 |
| 3.3.3 SIMS界面分析 |
| 3.3.4 PL光谱分析 |
| 3.3.5 I–V曲线电学特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 势垒高度对In GaAs/GaAsP多量子阱载流子的传输的影响及光电性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 量子阱材料的生长、器件制备与性能测试 |
| 4.2.1 量子阱材料的生长 |
| 4.2.2 器件制备 |
| 4.2.3 性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 HRXRD分析 |
| 4.3.2 表面反射率分析 |
| 4.3.3 AFM表面形貌分析 |
| 4.3.4 PL光谱分析 |
| 4.3.5 拉曼光谱分析 |
| 4.3.6 理论仿真分析 |
| 4.3.7 激光器件分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 衬底偏角对In GaAs/GaAsP多量子阱的光致发光以及结构性质的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 量子阱材料的制备与表征 |
| 5.2.1 量子阱材料的制备 |
| 5.2.2 性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 HRXRD与表面反射率分析 |
| 5.3.2 拉曼光谱分析 |
| 5.3.3 AFM表面形貌分析 |
| 5.3.4 变温PL光谱分析 |
| 5.4 本章结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 博士学位论文独创性说明 |
| 攻读博士期间取得的科研成果 |
| 发表的论文 |
| 申请专利 |
| 致谢 |
（6）基于量子阱混杂技术的快速波长可切换Ⅴ型耦合腔半导体激光器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光通信技术的现状和发展趋势 |
| 1.2 集成光路技术 |
| 1.2.1 混合集成 |
| 1.2.2 单片集成 |
| 1.3 本文概述 |
| 1.3.1 章节安排 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 第2章 单片集成技术以及量子阱混杂技术概述 |
| 2.1 单片集成技术的要求 |
| 2.2 单片集成技术的方法 |
| 2.2.1 对接再生长 |
| 2.2.2 选择性区域生长 |
| 2.2.3 偏置量子阱 |
| 2.2.4 双量子阱 |
| 2.2.5 量子阱混杂 |
| 2.2.6 各种单片集成技术的比较 |
| 2.3 量子阱混杂技术回顾 |
| 2.3.1 杂质诱导方法 |
| 2.3.2 无杂质空位诱导方法 |
| 2.3.3 低温生长InP方法 |
| 2.3.4 阳极氧化诱导方法 |
| 2.3.5 光吸收诱导方法 |
| 2.3.6 等离子体轰击方法 |
| 2.3.7 溅射轰击方法 |
| 2.3.8 离子注入方法 |
| 2.3.9 各种量子阱混杂方法的比较 |
| 第3章 量子阱混杂技术的理论模拟 |
| 3.1 薛定谔方程的数值解法 |
| 3.2 Ⅲ-Ⅴ量子阱的能带结构 |
| 3.3 扩散模型 |
| 3.4 扩散长度对能带结构的影响 |
| 3.5 k值对能带结构的影响 |
| 第4章 KrF准分子激光器照射实现量子阱混杂技术的工艺研究 |
| 4.1 实验原理 |
| 4.2 实验结果以及参数优化 |
| 4.2.1 实验现象与结果 |
| 4.2.2 快速热退火对结果的影响 |
| 4.2.3 KrF准分子激光器参数对结果的影响 |
| 4.3 利用KrF准分子激光器量子阱混杂制作的简单光器件 |
| 4.3.1 FP激光器 |
| 4.3.2 无源波导 |
| 第5章 基于量子阱混杂技术的V型腔半导体激光器 |
| 5.1 V型腔可调谐半导体激光器介绍 |
| 5.2 包含量子阱混杂的V型腔激光器的制作过程 |
| 5.2.1 制作对准标记 |
| 5.2.2 选择性区域量子阱混杂 |
| 5.2.3 V型腔激光器的标准制作流程 |
| 5.3 单腔混杂方案的测试结果与分析 |
| 5.3.1 光致发光谱 |
| 5.3.2 I-V性能 |
| 5.3.3 波长调谐性能 |
| 5.4 双腔混杂方案的测试结果与分析 |
| 5.4.1 光致发光谱 |
| 5.4.2 L-I性能 |
| 5.4.3 单电极波长调谐性能 |
| 5.4.4 增益谱蓝移的讨论 |
| 5.4.5 双电极波长调谐性能 |
| 5.4.6 量子阱混杂波导长度的讨论 |
| 5.4.7 快速波长切换性能 |
| 5.5 热调谐和电调谐V型腔激光器的结果对比 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 本文展望 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间所取得的科研成果 |
（7）用于全光信号处理的InP基单片集成器件（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 单片集成器件的研究意义 |
| 1.2 光子集成的关键问题和方法 |
| 1.3 InP基单片集成器件的国内外研究进展 |
| 1.4 本论文的工作 |
| 2 InP基单片集成方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 量子阱混合集成方法研究 |
| 2.3 非对称双波导集成方法研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 SOA与DI单片集成器件结构设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SOA设计 |
| 3.3 InP基无源波导的设计 |
| 3.4 MMI耦合器设计 |
| 3.5 DI设计 |
| 3.6 光刻掩模版图设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 InP基单片集成器件的加工工艺 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 紫外光刻工艺 |
| 4.3 刻蚀工艺 |
| 4.4 电极制作工艺 |
| 4.5 后处理工艺 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 InP基器件的制作和测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 无源波导的制作和测试 |
| 5.3 FP-SOA的制作和测试 |
| 5.4 SOA与DI单片集成器件的制作和测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于InP基器件的全光信号处理 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于FP-SOA的微分方程的全光求解 |
| 6.3 基于SOA与DI单片集成器件的全光波长转换 |
| 6.4 基于SOA与DI单片集成器件的全光波长广播 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期发表论文目录 |
| 附录2 论文中缩略词的含义 |
（8）等离子体诱导量子阱混合技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子阱混合的发展背景 |
| 1.2 量子阱混合的研究进展 |
| 1.3 本论文的主要研究工作 |
| 第二章 氩等离子诱导量子阱混合理论 |
| 2.1 量子阱混合的物理机理 |
| 2.1.1 量子阱结构的能带 |
| 2.1.2 组分能带关系 |
| 2.1.3 量子阱混合与Eg |
| 2.2 缺陷诱导量子阱混合 |
| 2.2.1 组分扩散的类型 |
| 2.2.2 诱导的组分扩散 |
| 2.2.3 量子阱混合中的扩散理论 |
| 第三章 等离子体诱导量子阱混合实验方法 |
| 3.1 感应耦合等离子体技术(ICP) |
| 3.1.1 等离子体产生缺陷原理 |
| 3.1.2 等离子刻蚀机参数 |
| 3.2 快速退火技术(RTA) |
| 3.2.1 快速退火炉 |
| 3.2.2 快速退火的问题 |
| 3.3 光致发光测量系统(PL) |
| 3.3.1 光致发光原理 |
| 3.3.2 光致发光系统 |
| 3.3.3 PL系统的校正 |
| 第四章 氩等离子体诱导量子阱混合实验研究 |
| 4.1 多量子阱样品的结构 |
| 4.1.1 刻蚀速率分析 |
| 4.1.2 热稳定性分析 |
| 4.2 实验参数对量子阱混合的影响 |
| 4.2.1 退火温度对蓝移的分析 |
| 4.2.2 ICP功率对蓝移分析 |
| 4.2.3 量子阱混合样品的低温PL |
| 4.3 小结 |
| 第五章 氮等离子体诱导量子阱混合实验研究 |
| 5.1 缺陷生成的SRIM模拟 |
| 5.2 氮等离子诱导的量子阱混合实验 |
| 5.2.1 多量子阱样品结构 |
| 5.2.2 热稳定性分析 |
| 5.2.3 退火温度对蓝移影响分析 |
| 5.2.4 标准样品上的量子阱混合实验 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 等离子体诱导量子阱混合的应用 |
| 6.1 低损耗波导 |
| 6.1.1 脊型波导的结构 |
| 6.1.2 低损耗波导的制作流程 |
| 6.1.3 波导损耗的检测 |
| 6.1.4 小结 |
| 6.2 激射波长蓝移的FP腔激光器 |
| 6.2.1 氩等离子体诱导量子阱混合的选择性 |
| 6.2.2 FP腔激光器的制作工艺 |
| 6.2.3 波长蓝移的FP腔激光器测试 |
| 6.2.4 小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 本文展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 成果附录 |
（9）1310nm垂直腔面发射激光器设计与研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 垂直腔面发射激光器(VCSEL)的应用 |
| 1.2 VCSEL原理及其在长波长领域的困难 |
| 1.2.1 VCSEL原理 |
| 1.2.2 法布里-珀罗共振腔等效结构 |
| 1.2.3 影响VCSEL性能的因素 |
| 1.2.4 长波长器件的困难 |
| 1.3 VCSEL 工艺方案 |
| 1.3.1 环形电极 |
| 1.3.2 离子注入 |
| 1.3.3 掩埋异质结 |
| 1.3.4 介质孔径 |
| 1.4 长波长VCSEL研究进展 |
| 1.5 晶片直接键合技术概况 |
| 1.6 本论文研究意义及内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 VCSEL结构设计和数值模拟 |
| 2.1 有源区设计 |
| 2.1.1 InAsP/InGaAsP量子阱结构 |
| 2.1.2 电子限制层 |
| 2.2 VCSEL整体结构设计 |
| 2.2.1 周期性结构的反射率公式 |
| 2.2.2 VCSEL结构 |
| 2.2.3 传递矩阵法 |
| 2.3 VCSEL器件阈值特性分析 |
| 2.3.1 分布布拉格反射镜的等效 |
| 2.3.2 VCSEL结构等效 |
| 2.3.3 阈值特性分析 |
| 2.4 VCSEL器件的数值模拟 |
| 2.4.1 描述VCSEL的光-电-热方程 |
| 2.4.2 有源区中载流子分布的自洽求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 1310nm VCSEL材料的分子束外延 |
| 3.1 Ⅲ-Ⅴ材料的光学性质 |
| 3.1.1 带边吸收 |
| 3.1.2 带间跃迁吸收 |
| 3.1.3 带内跃迁吸收 |
| 3.2 Ⅲ-Ⅴ材料的电导率 |
| 3.3 GaAs/AlAs DBR的n型掺杂优化 |
| 3.4 分子束外延简介 |
| 3.5 1310nm VCSEL材料的生长 |
| 3.5.1 生长速率控制 |
| 3.5.2 DBR生长 |
| 3.5.3 有源区生长 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 InP/GaAs晶片直接键合 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 InP-GaAs直接键合工艺流程 |
| 4.2.1 腐蚀表面沟道 |
| 4.2.2 表面清洁 |
| 4.2.3 晶片叠合 |
| 4.2.4 高温退火键合 |
| 4.2.5 衬底去除 |
| 4.3 键合质量表征 |
| 4.3.1 表面沟道的作用 |
| 4.3.2 表面形貌 |
| 4.3.3 均匀性表征 |
| 4.3.4 InP薄膜中的剩余应力 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 直接键合外延结构性能表征 |
| 5.1 InP-GaAs键合异质结的Ⅰ-Ⅴ特性 |
| 5.2 键合对InAsP/InGaAsP量子阱发光性能的影响 |
| 5.2.1 InAsP/InGaAsP量子阱退火处理后的光致发光特性 |
| 5.2.2 InAsP/InGaAsP量子阱键合后的光致发光特性 |
| 5.2.3 高温下InAsP/InGaAsP量子阱的结构变化机制 |
| 5.3 键合对外延材料结构反射特性的影响 |
| 5.3.1 F-P共振腔及其理论反射特性 |
| 5.3.2 键合对F-P GaAs结构反射特性的影响 |
| 5.3.3 F-P InP/GaAs键合结构的反射特性与界面光学损耗 |
| 5.4 VCSEL共振腔模控制 |
| 5.4.1 InP的腐蚀 |
| 5.4.2 InGaAsP的腐蚀 |
| 5.4.3 InP/InGaAsP超晶格的腐蚀 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 器件结果与分析 |
| 6.1 1310nm VCSEL结构的键合制作 |
| 6.1.1 InP和GaAs基外延材料结构 |
| 6.1.2 直接键合 |
| 6.1.3 半腔VCSEL腔模的确定 |
| 6.1.4 1310nm键合VCSEL结构 |
| 6.2 1310nm VCSEL器件工艺制作流程 |
| 6.3 器件结果及其分析 |
| 6.3.1 半腔VCSEL的电致发光光谱 |
| 6.3.2 全腔1310nm VCSEL器件性能 |
| 6.3.3 结果分析与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 晶片直接键合技术展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 有效质量模型 |
| 附录B 周期性多层结构反射率计算 |
| 附录C 传递矩阵方法计算反射光谱 |
| 附录D 泊松方程与扩散方程的自洽求解 |
| 附录E 直接键合工艺流程 |
| 发表文章及申请专利目录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（10）干法刻蚀和离子注入影响Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱发光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 刻蚀技术的分类及特点 |
| 1.2 干法刻蚀技术的发展历程 |
| 1.3 四种典型的干法刻蚀技术 |
| 1.3.1 等离子体刻蚀 |
| 1.3.2 反应离子刻蚀 |
| 1.3.3 离子铣 |
| 1.3.4 聚焦离子束刻蚀 |
| 1.4 干法刻蚀工艺在光电器件制作中的应用 |
| 1.5 干法刻蚀引起材料及器件损伤 |
| 1.5.1 材料及器件损伤起因 |
| 1.5.2 材料及器件损伤检验方法 |
| 1.5.3 减小材料及器件损伤的方法 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 干法刻蚀损伤机理及理论计算 |
| 2.1 干法刻蚀损伤产生机理 |
| 2.2 干法刻蚀损伤理论计算 |
| 2.2.1 干法刻蚀导致缺陷的产生 |
| 2.2.2 干法刻蚀缺陷分布 |
| 2.2.3 干法刻蚀损伤深度 |
| 2.2.4 干法刻蚀改变外延层电导 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 III-V族量子阱材料制备、刻蚀、注入和光谱测量系统 |
| 3.1 分子束外延技术制备III-V族量子阱材料 |
| 3.1.1 MBE的原理及其特点 |
| 3.1.2 MBE生长过程 |
| 3.1.3 V90 GSMBE系统介绍 |
| 3.2 金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术制备III-V族氮化物材料 |
| 3.2.1 MOCVD技术特点 |
| 3.2.2 金属有机化合物(MO)源材料 |
| 3.2.3 MOCVD生长系统介绍 |
| 3.3 感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术 |
| 3.3.1 ICP反应器原理 |
| 3.3.2 ICP-98C刻蚀设备介绍 |
| 3.4 离子注入技术 |
| 3.5 光致发光谱测量技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 干法刻蚀及离子注入对量子阱材料发光特性的影响 |
| 4.1 干法刻蚀对InAsP/InP应变多量子阱的损伤 |
| 4.1.1 实验方法 |
| 4.1.2 实验结果和讨论 |
| 4.2 干法刻蚀对InAsP/InP多量子阱和InAsP/InGaAsP单量子阱发光的影响 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 实验结果和讨论 |
| 4.3 干法刻蚀对InGaN/AlGaN量子阱材料发光特性的影响 |
| 4.3.1 实验方法 |
| 4.3.2 实验结果和讨论 |
| 4.4 离子注入对量子阱发光特性的影响 |
| 4.4.1 离子注入参数计算 |
| 4.4.2 离子注入在量子阱材料内部产生损伤 |
| 4.4.3 离子注入对InAsP/InP双量子阱发光特性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 干法刻蚀量子阱发光的温度特性 |
| 5.1 量子阱发光特性与温度关系的理论计算 |
| 5.1.1 温度和量子阱能带的关系 |
| 5.1.2 温度与激子束缚能的关系 |
| 5.2 InAsP/InGaAsP应变单量子阱发光的温度特性 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 实验结果和讨论 |
| 5.3 InASP/InP应变多量子阱发光的温度特性 |
| 5.3.1 实验方法 |
| 5.3.2 实验结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 干法刻蚀及离子注入诱导量子阱混杂 |
| 6.1 四种不同的量子阱混杂技术 |
| 6.1.1 离子注入诱导组分无序(IID) |
| 6.1.2 无杂质空位诱导量子阱无序(IFVD) |
| 6.1.3 脉冲光吸收诱导量子阱无序(PPAID) |
| 6.1.4 ICP刻蚀诱导量子阱混杂 |
| 6.2 ICP刻蚀诱导量子阱混杂实验 |
| 6.2.1 ICP诱导InGaAs/InGaAsP多量子阱混杂介绍 |
| 6.2.2 ICP诱导InAsP/InP多量子阱混杂实验 |
| 6.3 离子注入诱导量子阱混杂实验 |
| 6.3.1 H~+注入诱导InAsP/InP双量子阱混杂 |
| 6.3.2 P~+注入诱导InAsP/InGaAsP单量子阱混杂 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章及申请专利目录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
四、SiOP介质膜及其对InGaAsP/InP量子阱激光结构混合无序的影响（论文参考文献）
- [1]带有非吸收窗口的高性能InGaAs/AlGaAs量子阱激光二极管[J]. 刘翠翠,林楠,马骁宇,井红旗,刘素平. 发光学报, 2022(01)
- [2]大功率半导体激光器抗腔面灾变性光学损伤技术综述[J]. 宋悦,宁永强,秦莉,陈泳屹,张金龙,张俊,王立军. 半导体光电, 2020(05)
- [3]有机聚合物准晶光子晶体激光器的研究[D]. 蔡园园. 北京交通大学, 2018(01)
- [4]新型脉冲伽马时间谱探测方法关键技术研究[D]. 刘军. 国防科技大学, 2018(01)
- [5]InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究[D]. 董海亮. 太原理工大学, 2016(08)
- [6]基于量子阱混杂技术的快速波长可切换Ⅴ型耦合腔半导体激光器研究[D]. 张欣. 浙江大学, 2015(02)
- [7]用于全光信号处理的InP基单片集成器件[D]. 陈开胜. 华中科技大学, 2015(07)
- [8]等离子体诱导量子阱混合技术研究[D]. 彭盛华. 浙江大学, 2010(08)
- [9]1310nm垂直腔面发射激光器设计与研制[D]. 劳燕锋. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）, 2007(04)
- [10]干法刻蚀和离子注入影响Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱发光特性研究[D]. 曹萌. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）, 2007(04)