ECR Plasma CVD法淀积808nm大功率半导体激光器光学膜工艺研究

本文介绍了电子回旋共振等离子体化学气相沉积（简称ＥＣＲＰｌａｓｍａＣＶＤ）法淀积８０８ｎｍ大功率半导体激光器两端面光学膜的工艺，给出了工艺条件，探索了膜系监控的方法和优越性，讨论了这种淀积方法的优点和淀积的光学膜的优良特性．

含n＝k超薄金属膜的周期对称膜系的性质及窄带高反膜设计

本文阐述了ｎ≈ｋ的超薄金属膜与介质膜组成周期对称膜系的光学特性，并结合Ａｇ、Ａｌ等膜层的高反特性提出了可见光区诱导窄带高反膜系结构，推导出膜系的反射率、反射峰值、反射半波带宽等光谱反射特性的近似公式，实验证实了理论设计和分析。同时也提出了设计红外和紫外窄带高反滤光片的方法。

单片集成式主振荡功率放大器研究进展

单片集成式主振荡功率放大器(MOPA)具有体积小、功率大、光束质量高等优势,通过集成布拉格光栅,还能够实现窄线宽和动态单模,在倍频、泵浦、光通信和传感等领域具有重要应用价值,是近年来半导体光电子器件的研究热点。本文梳理了单片集成式MOPA的主流结构,包括锥形、脊型、布拉格光栅型和三段式MOPA,以各自的工作原理和性能特征为出发点,介绍其主要的研究方向,并结合它们各自面临的问题介绍最新的发展趋势。针对单片集成式MOPA中普遍存在的高功率下光束质量退化的问题,梳理了近年在外延层结构、腔面光学薄膜和电极设置等方面的优化设计,重点总结了单片集成式MOPA在提高光束质量及高功率、容线宽及高亮度方面的重要进展。围绕不同领域的应用需求,整理了具备高功率、窄线宽、高光束质量和高亮度等性能特征的单片集成式MOPA的研究进展,最后展望了单片集成式MOPA的发展趋势。

InP衬底表面的H_2/N_2等离子体清洁技术

本文介绍了用电子回旋共振（ＥＣＲ）Ｈ２／Ｎ２ 等离子体去除ＩｎＰ衬底表面的氧、碳原子的方法，并保持了ＩｎＰ衬底表面原有的有序结构，给出了这种处理方法的工艺条件，对这种方法的优越性进行了系统的分析和讨论。

窄带高反膜的研究

结合ｎ≈ｋ的超薄金属膜、Ｆ－Ｐ干涉滤光膜及高反Ａｇ膜的光学特性提出了设计窄带高反膜的一种新方法，给出了可见光区的窄带高反膜的膜系结构，定量地分析了膜系的反射率、反射峰值、反射半波带宽等光谱反射特性，实验证实了理论设计和分析．同时，还提供了设计非可见光波段的窄带高反滤光片的方法．

ECR Plasma CVD淀积介质膜的工艺模拟

以实验数据为基础，运用人工神经网络方法，建立了电子回旋共振等离子体化学气相沉积（ＥＣＲ Ｐｌａｓｍ ａ ＣＶＤ）淀积硅的氮、氧化物介质膜折射率ｎ 与气流配比Ｑ（Ｎ２）／Ｑ（ＳｉＨ４）和Ｑ（Ｏ２）／Ｑ（ＳｉＨ４）关系的数学模型，此模型在给定气流配比Ｑ（Ｎ２ ）／Ｑ（ＳｉＨ４）和Ｑ（Ｏ２）／Ｑ（ＳｉＨ４）时所预测的成膜折射率跟实验值符合得很好，该数学模型为ＥＣＲ Ｐｌａｓｍ ａ ＣＶＤ淀积全介质光学膜的工艺模拟打下坚实的基础。

垂直腔面发射激光器的热学特性

通过求泊松方程、电流密度方程、载流子扩散方程以及有源层结压降方程自洽解的方法,计算了垂直腔面发射激光器(VCSEL)的电势分布,进而求解热传导方程,得到VCSEL的温度分布.详细分析了注入电流密度小于或等于阈值电流密度时,晶片键合结构垂直腔面发射激光器的键合界面阻抗、氧化层限制孔径、外加电压以及分布布拉格反射镜的热导率的大小对VCSEL内部温度分布的影响.

双源电子束蒸发制备Si/SiO_2光学薄膜的工艺

用双源电子束蒸发的方法,在K9玻璃基片上蒸镀Si和SiO_2的混合膜.通过改变两种膜料蒸发速率的比例,得到的各个膜层,其折射率大小在两种膜料折射率之间的范围内变化.从实验上得出了混合膜层的折射率随Si和SiO_2蒸发速率比变化的规律,并讨论了这种淀积方法的优越性.

北京夜间天空亮度的研究

本文介绍了夜间天空亮度的一种测量方法以及相应的测量仪器，并给出了北京城、郊区不同时间、不同地点的夜天空亮度值，还对测量结果作了一些讨论。

PECVD提高SiO_2薄膜致密性的研究

为了在高功率980 nm激光器工艺中制备高质量、均匀性好、致密性高的SiO2薄膜,本文研究了PECVD的反应压强、射频功率、SiH4与N2O流量比对SiO2薄膜的沉积速率和BOE腐蚀速率的影响。实验采用BOE腐蚀速率来反映SiO2薄膜的致密性,采用傅里叶红外光谱仪得到SiO2薄膜的红外吸收特性,采用原子力显微镜(AFM)观察SiO2薄膜的表面形貌。通过优化各工艺参数最终获得了BOE腐蚀速率为9.18 nm/s的SiO2薄膜。

带有腔面非注入区的大功率808nm GaAs/AlGaAs激光二极管列阵

报导了带有腔面非注入区的 80 8nmGaAs/AlGaAs激光二极管列阵的制作过程和测试结果。在器件前后腔面处引入 2 5μm非注入区 ,填充密度为 17%的 1cm激光二极管列阵最高连续输出功率达 87W ,热沉温度是 2 5℃ ,抗COD能力比没有非注入区的激光二极管列阵高 4 0 %。器件在连续 15W下恒功老化 ,工作寿命超过 50 0 0h。

吸收对垂直腔面发射激光器光学特性的影响

采用光学传输矩阵方法 ,详细分析了反射镜以及键合界面的吸收对垂直腔面发射激光器光学特性的影响 结果表明 ,反射镜以及键合界面的吸收对反射镜和垂直腔面发射激光器的反射率和势透射率有较大影响 ,而对反射镜中心波长处的反射相移以及垂直腔面发射激光器模式的反射相移和模式位置影响很小 随着反射镜以及键合界面的吸收增大 ,反射镜中心波长处的反射率逐渐减小 ,垂直腔面发射激光器的模式反射率变化则是先急剧减小 ,达到一个极小值 ,然后再逐渐增大 ,而反射镜中心波长处以及垂直腔面发射激光器模式处的势透射率则都是迅速降低的 此外 ,将有吸收的键合界面离有源区的距离远一些 。

157W准连续AlGaAs/GaAs激光二极管线列阵

通过优化设计量子阱结构和列阵结构，减小腔面光功率密度，避免器件腔面灾变损伤，得到１ｃｍ ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ 激光二极管线列阵，在热沉温度２１℃，脉冲宽度２００μｓ，重复频率１００Ｈｚ时，输出峰值功率达１５７Ｗ．

键合界面阻抗对VCSEL的电、热学特性的影响

采用一电阻层来表征键合界面处的阻抗 通过求泊松方程、电流密度方程、载流子扩散方程以及有源层结压降方程自洽解的方法,计算了VCSEL的电势分布,进而求解热传导方程,得到VCSEL的温度分布 详细分析了键合界面阻抗对晶片键合结构垂直腔面发射激光器内部的电势分布、温度分布以及有源层中的注入电流密度、载流子浓度。

大功率670nm半导体激光器的研制

采用低压金属有机化学气相沉积生长了670nm激光器外延片,有源区采用单量子阱结构,阱区、垒区分别为InGaAsP和AlGaInP.利用该外延片制作了带无电流注入区的氧化物条形激光器.激光器腔长为900μm,电流注入区条宽为100μm,两端的无注入区宽度均为25μm.镀膜后器件的阈值电流为0.4A,输出波长670士2nm,最大输出功率为1100mW,水平、垂直发散角分别为8°,40°.表明该种结构可以提高器件的腔面光灾变功率.

数值分析渐变DBR对垂直腔面发射激光器谐振腔模的影响

通过数值分析研究了含线性渐变层的Al0.9Ga0.1As/AlyGa1-yAs/GaAs/AlxGa1-xAs DBR的光学特性及其对VCSEL谐振腔光学特性的影响,建立了渐变型DBR渐变层厚度与折射率的关系,通过特征矩阵法计算了突变GaAs/Al0.9Ga0.1As DBR和渐变型DBR的反射谱和反射相移,分析了渐变层对DBR反射率和反射相移的影响.对渐变型DBR,要使VCSEL谐振腔满足中心波长相位匹配条件,还需要在DBR靠近谐振腔一侧的最前面增加一定厚度的渐变层,称为相位匹配层.通过计算,我们得到了使VCSEL谐振腔满足相位匹配条件时均匀层和相位匹配层的厚度.

基于InP/空气隙分布布拉格反射镜的微机械可调谐光滤波器

采用表面微机械技术制作了一种1 310 nm基于InP/空气隙分布布拉格反射镜的微机械可调谐Fabry-Perot光滤波器。该滤波器的通光孔直径约为70μm,在1.4 V的调谐电压下,调谐范围达到15 nm。并采用光学传输矩阵方法,分析了斜入射对这种可调谐光滤波器透射谱的峰值半高宽的影响。

High Power 808nm AlGaAs/GaAs Quantum Well Laser Diodes with Broad Waveguide

The 808nm laser diodes with a broad waveguide are designed and fabricated.The thickness of the Al_ 0.35 - Ga_ 0.65 As waveguide is increased to 0.9μm.In order to suppress the super modes,the thickness of the Al_ 0.55 Ga_ 0.45 As cladding layers is reduced to only 0.7μm while keeping the transverse radiation losses of the fundamental mode below 0.2cm -1 .The structures are grown by metal organic chemical vapour deposition.The devices show excellent performances.The maximum output power of 10.2W in the 100μm broad-area laser diodes is obtained.

一种长波长MOEMS可调谐滤波器的结构设计和分析

提出了一种微光机电系统(MOEMS)可调谐滤波器结构,该结构采用GaAs/AlGaAs作为下分布布拉格反射镜(DBR),GaAs和SiO2/Si介质膜作为上DBR,空气作为腔.按照波分复用系统的性能要求对MOEMS可调谐滤波器各项参数,如带宽、峰值透射率、挠度和调谐速度等进行了分析和设计.研究了挠度和调谐速度与梁厚度、宽度、长度等参数的关系.结果表明挠度与长度成正方向变化,同梁厚度、宽度成反方向变化,而调谐速度与各参数的关系恰好相反.

准连续5kW叠层激光二极管列阵

报导了 5kWGaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的制作过程和测试结果。通过金属有机物化学气相沉积方法实现分别限制单量子阱结构。 1cm激光条的填充密度是70 %。采用 80个激光条叠层封装 ,激光条间距是 0 5mm ,功率密度达 1 2 5kW /cm2 ,峰值波长是 80 9 0nm ,谱线宽度是 4 8nm。