一、高速调制响应垂直腔面发射激光器中的微腔效应（论文文献综述）
张继业[1]（2021）在《近红外面发射激光器高功率输出及其模式控制的研究》文中指出外部光学结构可以作为垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL）的外腔,使VCSEL的输出功率、光束质量得到提高。外部光学结构可以通过外腔镜、光栅、倍频晶体等等实现相应的功能。外腔镜和垂直腔面发射增益芯片构成光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器（Optically-pumped vertical-external-cavity surface-emitting laser,VECSEL）,采用外部光注入的方式使VECSEL产生激光激射。VECSEL综合了面发射半导体激光器和光泵浦固体激光器的优点,在实现高功率输出的同时,还能保证激光具有高的光束质量与良好的光斑形貌。同时,由于这种结构拥有一个灵活的外腔,可以在腔内放置频率转换、波长调谐或锁模功能的各种光学元件,结合半导体材料宽的激光光谱范围,这种外腔式的面发射激光器结构具有极宽的光谱覆盖范围。因此,VECSEL技术一经出现,即获得了人们的广泛关注。VECSEL用的增益芯片内部各外延层无需掺杂,避免了半导体材料掺杂带来的光吸收等问题,但是VECSEL实现高功率输出的关键在于要有高增益的内部发光区结构。本文采用PISC3D商用软件开展了980 nm波段的VECSEL最核心的多量子阱增益区设计,对量子阱增益光谱及其峰值增益与载流子浓度和温度等关系进行系统的理论优化,并对5种不同势垒构型的量子阱增益特性进行对比,采用双侧Ga As P应变补偿的发光区具有更理想的增益特性。通过Sellmeier公式,探讨了作为DBR反射镜的AlxGa1-xAs材料体系,利用传输矩阵分析了VECSEL中的DBR反射镜的反射谱以及微腔中光场强度的分布特性。经过对VECSEL器件的设计和理论仿真,VECSEL器件实现输出功率达到9.82 W,并且没有饱和;通过改变外腔镜的反射率,VECSEL的激射波长随泵浦功率漂移系数由0.216 nm/W降低至0.16 nm/W,说明了外腔镜反射率会影响VECSEL增益芯片内部热效应,进而影响VECSEL的输出功率。所制备VECSEL在两正交方向上的发散角分别为9.2°和9.0°,激射光斑呈现为良好的圆形。通过对比非线性晶体特性,确定采用LBO做倍频晶体,完成了腔内倍频实验,实现了光束质量M2小于2的488 nm蓝光超过3W的激光功率输出。在980nm波段的VECSEL的基础上,开展了1160nm波段的VECSEL器件结构的设计。由于需要采用高In组分的In Ga As材料作为量子阱,导致高应变的产生,容易产生应变积累效应。为解决应变积累效应,提出了二次应变补偿的设计结构,即先用低P组分的Ga As P作为势垒,再采用高P组分的Ga As P作为应变补偿层。在器件完成制备后,在增益芯片控温-20℃时,实现了最大激光功率1.02W的1164nm波长的激射,其在正交方向上的发散角分别为10.5°和11.9°,光斑形貌为圆形对称结构,均匀性较好。在VECSEL谐振微腔中,根据增益谱随泵浦功率的变化特性,通过增益失谐的设计,提出了一种950 nm和1000 nm波长可转换的VECSEL,实现了超过2 W的最大输出功率。随着泵浦功率的增加,光束质量M2的变化趋势在整体上是下降的。这种可切换的波长操作为仅使用线性腔实现高功率双波长发射提供了一种新的可能性。另外,针对传统的VCSEL缺少对偏振特性的控制能力,研究人员采用多种方法来稳定VCSEL的偏振状态,例如使用精细的金属交错光栅、外部光反馈、电光双折射、光子晶体和高对比度光栅等结构。然而,利用这些复杂的工艺实现VCSEL的大规模制造是非常困难的。因此,在本文中,我们通过增强氧化层的各向异性氧化,提出一种带有梭形氧化孔径的VCSEL,能够实现模式和偏振的控制。对于尺寸为2×4.6μm2和3×6μm2的氧化孔径,VCSEL的正交偏振抑制比分别为22 dB和19 dB。对于孔径为2×4.6μm2的VCSEL,在0.5 m W的输出功率下,边模抑制比超过25dB。最后,实现了单横模单偏振的VCSEL的设计和制造。
曹红康[2]（2020）在《面向微显示的小电流650nm Micro-RCLED》文中认为目前,红光Micro-LED在显示领域扮演着越来越重要的角色,为了得到高对比度和高显示全色彩RGB微显示器,除了高效率的蓝/绿光Micro-LED,高效率的红光Micro-LED也必不可少。然而,由于AlGaInP红光LED的衬底吸收、电流拥堵及内反射效应,造成红光Micro-LED的效率普遍较低。本文提出一种具有谐振腔结构的微高效率红光LED,即Micro-RCLED。主要的内容概括如下:（1）分析了当前显示领域的研究现状。介绍红/绿/蓝三色光Micro-LED的研究现状,并着重介绍了红光Micro-LED现存的发光效率低下、峰值波长变化不稳定的问题,提出使用RCLED来代替传统AlGaInP LED作为Micro-LED的光源。之后介绍了650nm红光RCLED的原理以及研究现状,最后详细说明了RCLED作为Micro-LED光源取代传统AlGaInP基的理论优势。（2）分析并设计了红光Micro-RCLED器件。基于微腔理论和薄膜光学传输矩阵模型,在N型GaAs衬底上生长RCLED外延结构,包括30对N型Al0.5Ga0.5As/AlAs DBR,1l的AlGaInP光学谐振腔,6对P型AlGaAs DBR,和5 nm的p+GaAs接触层。其中,DBR的中心反射波长和谐振腔的谐振波长都是650nm,P型DBR靠近腔的1对是AlAs/Al0.5Ga0.5As以用于侧向氧化,其它5对则是Al0.9Ga0.1As/Al0.5Ga0.5As,在谐振腔的中心是3个Ga0.5In0.5P/(Al0.5Ga0.5)In0.5P量子阱作为发光有源区,阱和垒的厚度都是5nm。然后对红光Micro-RCLED器件进行制备工艺设计,从提高注入载流子效率出发,通过设计二级台面以及N-P-DBR均氧化的方式。并制定后工艺流程,对小台面、大台面、隔离层以及剥离电极工艺进行设计,为保证工艺的可实施性,提出将三单元发光点的大台面作为整体,并用ICP刻蚀出来,最后设计制定了光刻版图。（3）优化了红光Micro-RCLED的主要工艺流程。对光刻、ICP、刻蚀、湿氮氧化和厚Au剥离工艺上的重要环节与难点进行了详细的阐述,通过合理的掩模以及配置ICP刻蚀参数,得到目标的大小台面,并且使用氧化炉,精确控制氧化时间以及温度,制备了出光孔径为17mm的三单元红光Micro-RCLED芯片以及孔径为21μm的单电极红光Micro-RCLED芯片。最后采用双层胶剥离电极工艺,成功剥离150/6000（?）的Ti/Au。最后进行外延片减薄至150μm,制备出性能优良的红光Micro-RCLED,并封装到特制的管座上。（4）测试并理论分析了所制备出的三单元管芯和单点管芯。三单元管芯结果表明,器件可在最小2μA下观察到肉眼可见的红光,当注入1m A时,器件光功率达到0.21m W,外量子效率（External quantum efficiency,EQE）为10.9%。半峰宽（Full width at half maximum,FWHM）随着电流增加仅变化0.33nm,最大达到13.263nm。通过一直点亮的老化实验也发现红光Micro-RCLED一直很稳定,最终结果表明RCLED作为单色光源在Micro-LED中应用成为可能。
吴瑾照[3]（2019）在《氮化物半导体FP谐振腔中激子光子相互作用研究》文中研究表明GaN基材料是第三代宽禁带直接带隙半导体,其辐射复合效率高,物理化学性质优异。通过调整材料组分,其发光波长可以覆盖整个可见光波段。GaN基材料已经被用来制作商业化的半导体光电器件,尤其是蓝、绿光波段的发光二极管。另一方面,GaN基垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL）越来越受到国际上的关注,目前已经在光注入和电注入下实现激射。激射阈值是衡量VCSEL性能的一个重要参数,降低激射阈值是一个永恒的目标,利用激子极化激元被认为是实现极低阈值的有效途径。由于GaN基材料具有较大的激子结合能,当作为有源区嵌入谐振腔中,可以实现在室温下的激子-光子的强耦合作用,实现稳定的激子极化激元激射。但是在InGaN量子阱中,In组分的不均匀性会造成激子的非均匀展宽,内建电场会引起激子振子强度的减小,这些都会影响激子-光子之间的相互作用。本文围绕InGaN量子阱,结合双介质膜分布布拉格反射镜（Distributed Bragg Reflector,DBR）构成的谐振腔,开展基于激子-光子弱相互作用的低阈值VCSEL以及基于激子-光子强相互作用的激子极化激元的研究。主要研究内容包括以下几个方面:（1）谐振腔的工作原理分析与结构设计:通过对谐振腔结构中光场的分布以及限制因子,谐振腔的模式分布等物理性质进行分析与计算,设计可以增强激子与光子相互作用的谐振腔结构。（2）低阈值VCSEL器件的制备以及性能测试分析:采用较薄的量子阱层以及多个量子阱的耦合结构,提高了激子的结合能和振子强度,大幅度降低了非均匀展宽的负面影响;同时通过改进键合工艺,优化激光剥离以及化学机械抛光工艺参数,制备出具有纳米级表面粗糙度以及高质量的全介质膜DBR的谐振腔。在此基础上制备了目前世界上最低阈值、基于激子-光子弱耦合的VCSEL光子激射。（3）减小谐振腔的长度增加激子-光子的耦合效率:通过控制化学机械抛光过程中的压力以调整谐振腔的减薄过程,进一步减小谐振腔的长度从而将激子-光子的相互作用由弱耦合转向强耦合。采用角分辨测试方法调整腔模光子与激子之间的能量失谐,观测到了激子极化激元的色散关系;在低激发功率下获得的Rabi分裂值高达130meV。另一方面,利用楔形谐振腔,通过不同腔长来调谐光子的能量,观察到了激子与光子的强耦合以及激子极化激元的色散关系。（4）激子极化激元激射:通过傅立叶成像角分辨率测试系统,得到不同激发功率下的发光强度的mapping图,首次观察到基于InGaN量子阱的激子极化激元的激射。通过对mapping图的分析,得到激子极化激元在激发功率达到阈值之后,发光强度随着激发功率的增加呈现非线性增加,荧光光谱的峰位出现蓝移,以及线宽增加的现象,分析了有关的物理机理;进一步增加激发功率,观察到了光子激射。讨论对比了激子极化激元激射与光子激射性质的区别。本文结果证明通过合理设计QW结构,以及利用高质量谐振腔,可以减小非均匀展宽的负面影响,预计非均匀展宽在扩大到157meV的情况下仍能实现激子-光子的强耦合。本项目首次观察到了 InGaN量子阱中激子极化激元的激射,为极低阈值可见光激光器件提供科学参考。
邢恩博[4]（2016）在《量子点光子晶体激光器的理论研究与工艺制备》文中提出光子晶体是一种材料折射率周期性变化的微结构,在该结构中可以对光的传播实现有效的控制。光子晶体纳腔激光器因其具有超高的品质因子（Q值）、亚波长量级的模式体积,以及易于集成等优点,在近些年中受到了广泛的关注和研究。以量子点作为增益材料介质的光子晶体纳腔激光器因其具有低阈值、低功耗、高速调制等特点,在片上集成、量子通讯、生物传感等领域有着巨大的应用前景。本文围绕“量子点光子晶体激光器的理论研究与工艺制备”主题,在理论上对1.3-mm In As/Ga As量子点在光子晶体微腔中的载流子动力学、阈值以及调制响应特性进行了系统的研究,在实验上对高Q值、低模式体积Ga As基二维光子晶体纳腔制备中的关键问题展开了一系列研究工作,最后对于耦合纳腔阵列进行了研究讨论。本论文的主要研究内容和创新性如下:1.纳腔效应被首次引入到1.3-mm In As/Ga As量子点全路径弛豫动力学方程中,考虑到高珀赛尔（Purcell）效应下自发辐射因子的增大,光子寿命的提高,以及自发辐射寿命的降低等影响。通过计算得到:高品质因子导致载流子基态占据几率的降低,并且得到阈值对于品质因子的非线性依赖关系;理论上在Q值等于2500时,得到大于100GHz的3d B调制带宽;在Q值为7000时,传输损耗最低。2.对光子晶体结构的色散关系的计算方法进行了具体的介绍和分析,其中重点讨论了平面波展开法和有限时域差分法。其中针有限时域差分法,我们对其边界条件、激励源的设置以及计算的稳定性等进行了详细的研究。3.对光子晶体平板结构的工艺制备过程的关键问题展开了系统的研究工作,主要包括电子束曝光工艺、ICP干法刻蚀工艺以及湿法腐蚀工艺。重点分析了电子束曝光过程中曝光剂量,束流的速度以及步长等对图形的影响,同时对ICP干法刻蚀和湿法腐蚀工艺进行了优化,制备了具有良好形貌的光子晶体平板结构。4.使用有限元差分法（FDTD）对光子晶体纳腔结构进行优化设计,制备了高Q值正六边形耦合光子晶体阵列激光器。该结构通过相邻腔之间的倏逝波耦合,出现多个光学模式,通过对相邻纳腔之间的空气孔的尺寸的调节（即光学势垒）,优化出了最高的Q值,这种结构对于解决耦合阵列会降低Q值的问题提供一个有效的方法。
何洋[5]（2016）在《光电负反馈下光注入1550nm VCSELs的非线性动力学特性研究》文中研究指明随着光电子时代的到来,半导体激光器已成为世界上发展最快,应用最广的激光光源之一,各类性能优良的半导体激光器在光存储、光互连、光通信和光电显示等领域倍受人们的青睐。垂直腔面发射激光器（VCSELs）作为新型量子阱半导体激光器的典型代表,其相对于其它半导体激光器,具有体积小、阈值电流低、可实现动态单纵模工作、远场发散角较小、动态调制频率高、易与光纤耦合等优点,因此越来越受到人们的广泛关注。已有的研究表明,VCSELs在自由运行或适当的外部扰动下可呈现出单周期（P1）、二倍周期（P2）、准周期（QP）、混沌（CO）等一系列非线性动力学行为,这些动力学行为在光信息处理、光混沌保密通信、高频微波产生技术、高速真随机数获取技术等领域的潜在应用价值受到人们的普遍关注。早期的相关研究主要集中在短波长（<1μm）VCSELs的材料体系、结构、器件性能,以及其在自由运行或在光注入、光反馈、光电反馈等外部扰动下的非线性动力学特性。近年来,随着长波长（>1μm）VCSELs制作工艺的日臻完善,其工作性能得到显着提高,且在通信、信息处理、光生微波等领域展现出了极大的应用价值。因此,对长波长VCSELs的研究具有十分重要的意义。考虑到长波长VCSELs的诸多实用价值,本文基于VCSELs的自旋反转模型,研究了光电负反馈下1550 nm正交偏振光注入VCSELs的非线性动力学特性。研究结果表明:对于自由运行工作在Y线偏振模式的1550 nm VCSELs,在适当的注入强度和失谐频率条件下,该激光器可呈现出稳态（S）、稳定注入锁定（SIL）、P1、P2、多周期（MP）、CO等多种非线性动力学状态以及偏振转换现象（PS）;引入光电负反馈后,1550 nm正交偏振光注入VCSELs将呈现出双频准周期（Q2）、三频准周期（Q3）等动力学状态。在注入强度和失谐频率构成的参数空间,对于确定的反馈延时时间,反馈强度大小对该激光器的动力学状态分布有明显影响;对于确定的光电反馈强度,在注入强度相对较小的区域,反馈延时时间对该激光器动力学状态分布也有明显影响,而对于注入强度相对较大的区域,该激光器始终工作在P1或SIL态,即反馈延时时间对激光器动态行为的影响较弱。
张玉国[6]（2014）在《湿法氧化于垂直腔面发射激光器应用》文中指出垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL，vertical cavity surface emitting laser）作为一种结构紧凑，性能优良的新型光源。与传统的边发射激光器（EELs）相比,垂直腔面发射激光器具有如下优点：有源区体积小，具有很小的阈值电流；圆形对称光斑；发散角小，容易与光纤高度耦合，有利于进行光束整形；出光窗口面积大，不易发生光学灾变损伤；谐振腔腔长短，极易实现动态单纵模工作；可以二维集成，制作高功率二维面阵；焊接封装容易，适合大批量生产。目前,有源区尺寸小于20μm,发光功率小于400mW的小功率激光器已经商品化。以其出射光垂直于衬底、具有圆形对称光束、易形成二维集成等优点。在光纤通信、光互连、光存储等许多光电子技术新领域发挥越来越重要的作用。与此同时，近年来大功率半导体激光器在光纤激光器泵浦、美容医学、材料加工等领域的巨大应用市场，极大地推动了大功率VCSEL器件的研究和发展。随着光电外延材料和器件工艺技术的不断发展，输出功率达到瓦级及以上的大功率垂直腔面发射激光器也开始成为世界范围内研究的热点。同时，市场不仅要求激光器的高功率输出外，也开始对激光器的光束质量提出更高的要求。即激光功率密度不但要提高，也必须满足与光纤的高度耦合和高功率光纤激光泵浦的要求。基于上述研究背景，本论文针对垂直腔面发射激光器制备工艺中选择湿法氧化工艺改进，进而获取大功率输出激光及提高光束质量为出发点，并对激光器件的材料特性、制备工艺及激光器件特性分析等进行了深入系统的研究工作：湿法氧化工艺已经成为制备垂直腔面发射激光器及其阵列的关键技术，为提高器件的散热性能,对单元器件采用环形分布的氧化窗口，优化设计了分布孔的数目及间距。同时从瞬态热传导方程对构成激光器阵列单元器件的热相互作用进行了理论分析。湿法氧化法是指在VCSEL有源层和上下分布式布拉格反射镜（DBR）层之间插入含有高铝组分的ALGaAs氧化层，利用水蒸汽从侧向氧化生成氧化铝，形成高阻值限制区，用来进行电限制和光限制，可以使VCSEL极低阙值实现连续发射。制备VCSEL的工艺,大约有3种：简单的湿法蚀刻,离子注入法,湿法氧化法。目前湿法氧化法是国内外研究机构制备垂直腔面发射激光器及其阵列的常用工艺。实现湿法氧化工艺,并在实际生产中安全使用,设计一款湿法氧化工艺设备是必要的,首先是水蒸气的来源,初期其来源为离子水蒸汽发生器,其独立设备不便于安装和使用,且需要根据湿法氧化工艺设备不同,其选型也是一个问题,目前最新方法是氢氧合成水蒸气方法,根据湿法氧化工艺设备不同,其蒸汽量是由气体的质量流量控制器控制,为实现湿法氧化工艺设备一体化提供条件。在新型大功率VCSEL的制备过程中，湿法选择性氧化是最为关键的步骤之一。
解意洋[7]（2013）在《基横模高功率垂直腔面发射激光器研究》文中指出垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting lasers, VCSELs）以其低成本，低功耗，易于封装，光束发散角小，低电流状态下优异的高速调制特性等性能优势，在短距离数据传输、光互联、光存储等方面有很好的应用。然而普通VCSEL由于其多横模激射和偏振方向不固定等缺点限制了其在传感和原子钟等领域中的应用。因此改善VCSELs横向模式，实现激光器基横模工作，获得稳定的偏振态，成为VCSELs领域研究的关键。本论文中，我们研究将光子晶体等微纳光学结构引入到VCSELs中，并与氧化孔结构相结合，达到对器件的横向模式及偏振方向的有效控制，克服常规光子晶体器件阈值电流过大，效率低等问题，制备出低阈值、高功率、基横模、偏振可控VCSELs。主要做了以下工作：1.器件模型、数值模拟及结构优化我们发现常用的光子晶体光纤模型虽可以分析光子晶体结构对器件模式特性的影响，对于氧化孔径直径大于15μm的光子晶体垂直腔面发射激光器（Photonic crystal vertical-cavity surface-emitting lasers，PhC-VCSELs）足够精确。但低阈值电流基横模器件的氧化孔直径一般在10μm以下，器件的模式特性由氧化孔结构和光子晶体共同决定。我们提出了包含光子晶体和氧化孔双重限制作用的光学微腔模型，可准确地对器件特性进行分析，克服采用光子晶体光纤模型带来的误差及局限。同时该光学微腔模型还可以给出器件激射光谱、近场光斑、远场发散角、谐振腔光强分布等一系列与激光器性能相关的参数，对于器件优化有着重要的意义。另一方面，利用三维时域有限差分方法（Finite-differencetime-domain, FDTD）计算光学微腔模型得到的光学微腔品质因子（Q值）还可以很好的用以分析器件的横向模式损耗，增加器件的基横模输出功率（IEEEPhotonics Technology Letters vol.24, no.6, pp.464-466）。2.低阈值电流VCSELs研制通过采用光学微腔模型，系统分析了PhC-VCSELs中光子晶体和氧化孔结构对基横模器件阈值电流和输出光强的影响，得到了氧化孔径与光子晶体匹配的最优值，有效地降低器件阈值电流。通过对湿法氧化、电子束曝光（electron beamlithography, EBL）、感应耦合离子刻蚀（Inductively Coupled Plasma, ICP）等工艺优化，成功制备出阈值电流0.9mA，基横模出光功率3.1mW，边模抑制比大于35dB，最大光谱半线宽小于0.1nm的低阈值电流PhC-VCSELs。（在第37届美国光通信年会（OFC/NFOEC）上做口头报告，作为laser&sources版块最新突破性进展被SPIE Newsroom报道）。并且，我们还利用光学微腔模型对分布孔结构VCSELs进行了结构优化，制备出基横模功率2.6mW，阈值电流0.7mA的低阈值电流分布孔结构VCSELs。3.偏振控制基横模VCSELs研制我们发现菱形氧化孔与光子晶体结构组合不仅可以用来控制器件模式特性，还可以控制偏振特性。由此设计制备出沿菱形长轴偏振的基横模PhC-VCSELs。采用光学微腔模型对该结构优化，进一步降低了阈值电流、增加基横模出光功率，得到基横模输出功率1.3mW，阈值电流0.6mA，偏振抑制比大于14dB的器件。并将该种方法移植到分布孔结构VCSELs中。我们还利用椭圆空气孔光子晶体结构的双折射效应和偏振相关的模式损耗特性，设计制备出基横模出光功率1.6mW，阈值电流小于1mA，偏振抑制比大于10dB偏振方向稳定的椭圆空气孔PhC-VCSELs。4.正方晶格和三角晶格PhC-VCSELs研制为了分析不同结构光子晶体对VCSELs特性的影响，我们设计制备了多种不同光子晶体结构的VCSELs。其中，三角晶格单孔缺陷PhC-VCSELs的基横模输出功率1.7mW，边模抑制比大于35dB （Chinese Physics Letter vol.27, no.2,pp.0242061-3）；正方晶格单孔缺陷PhC-VCSELs的基横模输出功率3.7mW，边模抑制比大于40dB；三角晶格七孔缺陷PhC-VCSELs的基横模输出功率2.3mW，阈值电流1.2mA，远场发散角小于6°，边模抑制比大于35dB （Optic&laserTechnology vol.50,pp.130-133）。
张博[8]（2008）在《ROF无线接入技术研究》文中提出随着全球信息社会化的进程,人们提出了“无处不在的网络社会（UNS）”的目标,并且已经成为各国国家信息化战略发展的重点。当前,对高速多媒体移动通信的需求不断增加,无线通信系统对宽带传输能力的要求也越来越高,同时伴随着无线通信系统容量的快速增长,小区半径越来越小,微小区、微微小区数目迅速增加。另一方面,多种无线标准的存在又要求接入系统具备多业务操作的能力。中国已经开始了“无所不在的网络中国（U-China）”计划,如何解决建筑物内的无线高速数据传输和无线接入覆盖问题就成为迫切需要解决的技术关键。无线接入技术正面临着空前的挑战。刚刚提出的光纤射频（ROF,Radio over Fiber）无线接入技术成为解决上面问题的一项最有希望的技术之一。ROF无线接入技术的关键是要解决其链路传输性能受链路非线性影响问题,因此,本文的研究主要围绕链路中主要的非线性元件—激光器件和系统架构展开,主要包括以下内容和创新性的研究:1.针对理想微腔激光器,采用Volterra变换结合速率方程的方法,给出了二阶、三阶谐波和三阶互调失真表达式。分析了调制频率、偏置电流、腔体损耗、以及自发辐射因子和自发辐射寿命对微腔器件非线性失真的影响。分析结果显示,合理设计腔结构控制自发辐射参量,微腔器件可以获得较好的线性。2.分析了面发射微腔半导体激光器的非线性特性。分析了VCSEL的谐波和互调失真,并结合腔结构参数—有源层厚度和镜面反射率,分析了微腔结构参数变化对非线性失真的影响,结果表明薄有源层厚度、高镜面反射率、小光限制因子可获得较好的谐波和互调失真特性。3.分析了RF信号直接强度调制下,微腔效应对面发射微腔激光器瞬态响应的影响。针对OFDM-ROF系统,计算了OFDM在ROF链路中产生的带内噪声,推导了系统载噪比的表达式,分析了系统载噪比与光调制指数、光功率之间的关系。4.提出了用于无线医疗监护系统的ROF无线接入网结构,该结构利用了分布式天线系统的功能集成特点,并采用WDM技术优化下行容量,可提供低成本的接入架构。
张博,吕英华,张洪欣,王许菲,徐军,杨钊[9]（2007）在《微波模拟信号调制下VCSEL腔结构参数的优化设计》文中研究表明以垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）为研究对象,采用Volterra方法结合速率方程理论,从器件设计角度,分析了在5 GHz微波信号模拟调制情况下出射面反射镜的反射率、有源区厚度和光限制因子对其二阶谐波失真、三阶谐波失真和三阶互调失真的影响。结果表明,对于垂直腔面发射半导体激光器,采取大反射率、小有源区厚度和小光限制因子有利于降低器件的谐波和互调失真。
程俊强[10]（2007）在《高速光纤通信系统中垂直腔面发射激光器的特性研究》文中研究指明本论文的资助来源为：国家“863”高技术研究发展计划项目“量子点光电子器件微观结构设计与性能预测研究”（批准号：2003AA311070）和集成光电子学国家重点联合实验室开放课题“半导体量子点激光器中应力场分布对结构与性能的影响”。垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL）已经成为以半导体激光器为核心的半导体光电子技术的关键支柱之一。它具有阈值低、远场发散角小、调制频率高、易实现单纵模工作和二维集成等突出优点，在光纤通信、光互联、并行光信号处理及光集成元件等方面有着广泛的应用前景。近年来对这种激光器的研究和应用有了很大进展。本文在充分研究VCSEL内各种物理过程相互作用的基础上，对高速光纤通信系统中VCSEL的相对强度噪声（Relative Intensity Noise，RIN）特性、温度特性、调制特性、空间烧孔效应（Spatial Hole Burning,SHB）、横模竞争特性等进行了详细研究和分析，最后还对半导体激光器超短脉冲的激光倍频问题进行了研究。具体内容如下：1、对VCSEL中各个物理过程之间的相互作用进行了详尽分析。分析了载流子扩散、有源区漏电流、载流子与模式的空间分布以及温度变化等对VCSEL有重要影响的现象，以此为基础建立了VCSEL的仿真模型。分析了VCSEL的结构参数、工作条件、温度等因素对激光器性能的影响。2、建立了空间相关的VCSEL速率方程温度模型，分析了VCSEL热效应的内在机制，使用温度经验关系式，建立了作为载流子数和温度函数的热泄漏电流和温度相关增益的表达式，给出了温度和电特性的表达式。以此为基础，分析了VCSEL的瞬态特性、光电特性、调制特性以及温度变化对VCSEL运行机制的影响，研究了阈值对温度的依赖关系、输出光功率的热饱和下降现象以及温度对调制响应的影响。3、考虑VCSEL中载流子的空间分布和横向扩散，采用四阶龙格-库塔算法建立了二维VCSEL速率方程模型。应用模型重点分析了电极的形状、位置以及注入电流强度对激光器横模竞争特性的影响。考虑了光波模式角向分布的不均匀性，讨论了注入电流的角向分布对激光器模式选择的影响并分别对VCSEL的热特性、调制特性以及与空间效应有关的SHB、横模特性等进行了研究。4、采用基于格林函数法的解析计算方法和数值模拟方法对VCSEL的多横模静态特性进行了研究。考虑电场和载流子密度分布的空间依赖性，解析计算得到了横模的稳态解，通过解包含空间模式和注入电流密度分布的线性方程组，得到了横模功率和阈值电流的解析表达式。基于速率方程对VCSEL的横模进行了数值模拟，并与解析结果进行了对比分析。5、对弱折射率导引结构多模VCSEL的RIN特性进行了解析计算和数值模拟。推导得到与电场和载流子密度空间分布相对应的解析式。结果表明，噪声谱依赖于空间模式分布，RIN谱中谐振峰的位置对应于激光器的弛豫振荡频率。采用有限差分方法，从速率方程出发对RIN进行了数值模拟并与解析计算以及实验结果进行了对比和讨论。6、对光纤通信1550nm波段双轴晶体KNbO3（KN）的激光倍频特性进行了研究，首次计算了KN晶体在1550nm波长倍频的相位匹配角和有效二阶非线性系数，得出了二次谐波产生的最佳相位匹配参量，计算和讨论了倍频效率。计算并分析了离散角对有效二阶非线性系数和倍频效率的影响。
二、高速调制响应垂直腔面发射激光器中的微腔效应（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、高速调制响应垂直腔面发射激光器中的微腔效应（论文提纲范文）
（1）近红外面发射激光器高功率输出及其模式控制的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光泵浦垂直外腔面发射激光器 |
| 1.2.1 VECSEL的由来 |
| 1.2.2 VECSEL的优势 |
| 1.2.3 高功率输出的研究进展 |
| 1.2.4 VECSEL的应用 |
| 1.2.5 VECSEL的研究意义 |
| 1.3 电泵浦垂直腔面发射激光器 |
| 1.3.1 VCSEL研究进展 |
| 1.3.2 VCSEL发展与应用 |
| 1.3.3 单模单偏振VCSEL的研究意义 |
| 1.3.4 单模单偏振VCSEL的研究现状 |
| 1.4 本论文的研究目的与研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 VECSEL外延结构设计 |
| 2.1 激光操作原理 |
| 2.2 VECSEL的工作原理 |
| 2.3 外腔:形状和设计 |
| 2.4 增益区的设计 |
| 2.4.1 应变量子阱结构模拟 |
| 2.4.2 量子阱的应变 |
| 2.4.3 增益区的数值模拟 |
| 2.5 DBR反射镜设计 |
| 2.6 周期性谐振增益结构 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 VECSEL外延生长和制备 |
| 3.1 外延生长技术 |
| 3.1.1 VECSEL的外延生长 |
| 3.1.2 外延生长后特性测试 |
| 3.2 VECSEL封装技术研究 |
| 3.2.1 外延片清洗 |
| 3.2.2 表面金属化 |
| 3.2.3 焊接封装 |
| 3.2.4 外延片衬底刻蚀工艺 |
| 3.3 PL光谱和反射谱 |
| 3.4 VECSEL的热管理研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 980nm VECSEL实验研究 |
| 4.1 980nm高功率VECSEL |
| 4.1.1 VECSEL的泵浦方式 |
| 4.1.2 VECSEL输出特性 |
| 4.2 VECSEL倍频特性的研究 |
| 4.2.1 倍频基本原理 |
| 4.2.2 倍频实验研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 1160 nm VECSEL实验研究 |
| 5.1 1160nm VECSEL基本概述 |
| 5.2 应变量子阱结构模拟 |
| 5.3 器件结构设计 |
| 5.4 输出特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 波长可转换的高功率VECSEL |
| 6.1 双波长VECSEL基本概述 |
| 6.2 器件的性质 |
| 6.3 输出特性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 面发射激光器的模式控制 |
| 7.1 VCSEL设计 |
| 7.1.1 器件结构描述 |
| 7.1.2 VCSEL的特性参数 |
| 7.1.3 各向异性侧氧化分析 |
| 7.2 器件制备工艺流程 |
| 7.2.1 光刻技术 |
| 7.2.2 刻蚀工艺 |
| 7.2.3 选择性氧化工艺 |
| 7.2.4 工艺流程 |
| 7.3 测试结果与分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 论文工作的创新点 |
| 8.3 论文展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）面向微显示的小电流650nm Micro-RCLED（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 显示技术的发展 |
| 1.2 红蓝绿三色光Micro-LED的发展 |
| 1.3 红光Micro-LED的发展以及传统光源存在问题 |
| 1.3.1 红光Micro-LED的存在的问题 |
| 1.3.2 传统光源存在问题 |
| 1.3.3 本文开展的研究工作 |
| 第2章 RCLED的基本原理及结构 |
| 2.1 RCLED的基本结构 |
| 2.2 RCLED研究现状 |
| 2.3 RCLED的原理 |
| 2.3.1 自发辐射的原理 |
| 2.3.2 微腔的基本原理 |
| 2.4 RCLED性能优势 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 红光Micro-LED外延结构设计 |
| 3.1 总体器件设计 |
| 3.2 有源区个数设计 |
| 3.3 有源区位置设计 |
| 3.4 DBR的设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 红光Micro-RCLED工艺设计 |
| 4.1 红光Micro-LED总体工艺设计 |
| 4.2 二级台面优化 |
| 4.3 氧化限制孔优化 |
| 4.4 大台面宽度优化 |
| 4.5 版图设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 红光Micro-RCLED的工艺优化 |
| 5.1 红光Micro-RCLED的制备工艺难点 |
| 5.2 红光Micro-RCLED工艺制备 |
| 5.2.1 外延片清洗 |
| 5.2.2 刻出氧化小台面 |
| 5.2.3 侧向氧化 |
| 5.2.4 刻蚀大台面 |
| 5.2.5 腐蚀电极隔离层 |
| 5.2.6 剥离电极 |
| 5.2.7 减薄外延片 |
| 5.2.8 快速退火 |
| 5.2.9 封装测试 |
| 5.3 管座设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 红光Micro-RCLED测试结果与性能分析 |
| 6.1 积分球测试设备优化 |
| 6.2 三单元红光Micro-RCLED电学特性分析 |
| 6.2.1 串联电阻以及影响因子分析 |
| 6.2.2 外量子效率计算结果 |
| 6.3 三单元红光Micro-RCLED光学特性分析 |
| 6.3.1 红光Micro-RCLED最低工作电流结果 |
| 6.3.2 光谱测试结果 |
| 6.4 三单元与单点红光Micro-RCLED对比分析 |
| 6.4.1 三单元与单点红光Micro-RCLED电压对比 |
| 6.4.2 三单元与单点红光Micro-RCLED峰值波长、半峰宽对比 |
| 6.5 红光Micro-RCLED器件老化测试 |
| 6.5.1 老化测试设备 |
| 6.5.2 红光Micro-RCLED老化测试结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）氮化物半导体FP谐振腔中激子光子相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Ⅲ族氮化物半导体材料的结构与性质 |
| 1.1.1 基本结构 |
| 1.1.2 材料特性 |
| 1.1.3 光学特性 |
| 1.2 氮化物半导体FP谐振腔结构研究进展 |
| 1.2.1 FP谐振腔种类 |
| 1.2.2 激子-光子弱耦合作用:VCSEL研究进展 |
| 1.2.3 激子-光子强耦合作用:激子极化激元 |
| 1.3 InGaN量子阱谐振腔中存在的问题 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 谐振腔中激子与光子的相互作用原理 |
| 2.1 激子 |
| 2.1.1 半导体中激子 |
| 2.1.2 量子阱中的激子 |
| 2.2 激子-光子相互作用 |
| 2.2.1 弱相互作用 |
| 2.2.2 强相互作用 |
| 2.3 谐振腔长度的影响 |
| 2.4 InGaN量子阱谐振腔结构设计与分析 |
| 2.4.1 分布布拉格反射镜 |
| 2.4.2 光场分布和光限制因子 |
| 2.4.3 谐振模式与纵模间距 |
| 2.4.4 谐振腔的品质因子 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 谐振腔制备工艺和实验测试方法 |
| 3.1 MOCVD生长技术 |
| 3.2 谐振腔制备的关键技术 |
| 3.2.1 键合技术 |
| 3.2.2 激光剥离 |
| 3.2.3 化学机械抛光 |
| 3.3 荧光测试方法 |
| 3.3.1 光致发光 |
| 3.3.2 傅里叶角分辨测试系统 |
| 3.3.3 时间分辨测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 低阈值InGaN量子阱VCSEL制备与激射特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 谐振腔制备工艺 |
| 4.2.1 谐振腔制备工艺流程 |
| 4.2.2 键合工艺的改进与参数优化 |
| 4.2.3 激光剥离工艺改进与参数优化 |
| 4.2.4 化学机械抛光工艺改进与参数优化 |
| 4.3 低阈值VCSEL激射特性 |
| 4.3.1 VCSEL结构和测试系统 |
| 4.3.2 VCSEL激射特性分析 |
| 4.4 低阈值VCSEL激射分析 |
| 4.4.1 VCSEL激射阈值与谐振腔腔长之间的关系 |
| 4.4.2 VCSEL激射阈值与耦合量子阱以及表面粗糙度的关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 激子与光子的强耦合作用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 激子-光子强相互作用研究方法 |
| 5.2.1 谐振腔制备工艺与测试方法 |
| 5.2.2 耦合量子阱光学特性 |
| 5.3 谐振腔中激子极化激元的光学特性 |
| 5.3.1 激子极化激元的色散 |
| 5.3.2 激子散射对强耦合作用的影响 |
| 5.3.3 楔形谐振腔中的激子极化激元的色散 |
| 5.4 InGaN量子阱谐振腔中激子极化激元激射特性 |
| 5.4.1 激子极化激元激射的物理机制 |
| 5.4.2 激子极化激元激射特性 |
| 5.5 激子极化激元激射与光子激射的性质对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 在学期间发表论文 |
| 致谢 |
（4）量子点光子晶体激光器的理论研究与工艺制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微纳半导体激光器的简介 |
| 1.2 激光器尺寸的极限 |
| 1.3 微纳腔激光器的增益材料介质 |
| 1.4 微纳腔激光器的分类 |
| 1.5 论文的主要研究内容和结构安排 |
| 第2章 光子晶体纳腔对于量子点调制作用的理论计算与分析性 |
| 2.1 微米量子点全路径速率方程模型的理论研究 |
| 2.2 纳腔效应对于自发辐射的调制作用 |
| 2.3 纳腔作用下的量子点全路径速率方程 |
| 2.4 计算结果与分析 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 光子晶体理论计算方法 |
| 3.1 平面波展开法(plane wave expansion method) |
| 3.2 有限时域差分法(finite-difference time-domain method) |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 二维光子晶体平板结构的工艺制备 |
| 4.1 芯片的设计和生长 |
| 4.2 光子晶体平板制备的工艺流程 |
| 4.3 电子束曝光 (electron beam lithography) |
| 4.4 刻蚀工艺 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 二维光子晶体纳腔激光器的设计与制备 |
| 5.1 二维光子晶体纳腔的设计 |
| 5.2 高Q值正六边形耦合光子晶体纳腔阵列 |
| 5.3 光子晶体光学分子 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导老师简介 |
| 致谢 |
（5）光电负反馈下光注入1550nm VCSELs的非线性动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 VCSELs的发展历史 |
| 1.3 VCSELs的结构 |
| 1.4 VCSELs的各波段研究现状及应用 |
| 1.4.1 340nm波段VCSELs的研究现状 |
| 1.4.2 630nm～670nm波段VCSELs研究现状 |
| 1.4.3 750nm～780nm波段VCSELs研究现状 |
| 1.4.4 850nm与 980nm波段VCSELs研究现状 |
| 1.4.5 1300nm与 1550nm波段VCSELs研究现状 |
| 1.5 本文研究的内容及意义 |
| 第2章 VCSELs的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VCSELs的基本理论模型 |
| 2.2.1 Lang-Kobayashi (L-K) 速率方程 |
| 2.2.2 自旋反转模型 (Spin-Flip Model, SFM) |
| 2.3 扩展的VCSELs的速率方程 |
| 2.3.1 噪声项的引入 |
| 2.3.2 光注入VCSELs速率方程 |
| 2.3.3 光电反馈VCSELs速率方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 单一外部扰动下VCSELs的非线性动力学特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 正交偏振光注入下VCSELs的非线性动力学特性 |
| 3.3 光电负反馈下VCSELs的非线性动力学特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光电负反馈和正交偏振光注入共同作用下 1550nm VCSELs的非线性动力学特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 光电反馈光注入 1550nm VCSELs的非线性动力学特性 |
| 4.3.1 正交偏振光注入VCSEL的非线性动力学特性 |
| 4.3.2 光电负反馈 1550nm正交偏振光注入VCSELs的非线性动力学特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表的论文 |
（6）湿法氧化于垂直腔面发射激光器应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 简介 |
| 1.1 垂直腔面发射激光器综述 |
| 1.1.1 垂直腔面发射激光器的前提 |
| 1.1.2 垂直腔面发射激光器器件结构与基本特性 |
| 1.2 垂直腔面发射激光器的研究与应用 |
| 1.2.1 垂直腔面发射激光器研究历程 |
| 1.2.2 垂直腔面发射激光器研究现状与进展 |
| 1.2.3 红外激光器 |
| 1.2.4 垂直腔面发射激光器应用与发展前景 |
| 1.3 大功率高质量光束面发射激光器研究背景及意义 |
| 1.3.1 大功率高光束质量 VCSEL 的研究背景 |
| 1.3.2 大功率高光束质量 VCSEL 的研究意义 |
| 第2章 垂直腔面发射激光器的基本理论 |
| 2.1. 垂直腔面发射激光器基本工作原理 |
| 2.2 量子阱 VCSEL 的简单模型 |
| 2.3 阈值电流、输出功率、微分量子效率 |
| 第3章 VCSEL 制备工艺的研究 |
| 3.1 VCSEL 制备工艺 |
| 3.2 湿法氧化工艺与优化 |
| 3.3 湿法氧化的垂直吸收 |
| 3.4 湿法氧化过程重量损失 |
| 第4章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
（7）基横模高功率垂直腔面发射激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 垂直腔面发射激光器的发展历程 |
| 1.2 基横模垂直腔面发射激光器 |
| 1.3 偏振控制垂直腔面发射激光器 |
| 1.4 光子晶体垂直腔面发射激光器 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 1.6 论文的内容安排 |
| 第2章 垂直腔面发射激光器的基本原理 |
| 2.1 垂直腔面发射激光器的基本理论 |
| 2.1.1 垂直腔面发射激光器的基本结构 |
| 2.1.2 垂直腔面发射激光器的性能参数 |
| 2.2 垂直腔面发射激光器的模式特性 |
| 2.2.1 垂直腔面发射激光器的纵模特性 |
| 2.2.2 垂直腔面发射激光器的横模特性 |
| 2.3 垂直腔面发射激光器的偏振控制 |
| 2.3.1 四能级偏振垂直腔面发射激光器模型 |
| 2.3.2 垂直腔面发射激光器的偏振方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基横模垂直腔面发射激光器理论分析 |
| 3.1 光子晶体垂直腔面发射激光器的模拟 |
| 3.1.1 光子晶体光纤模型 |
| 3.1.2 光学微腔模型 |
| 3.1.3 两种模型模拟结果比较 |
| 3.2 低阈值光子晶体垂直腔面发射激光器结构分析 |
| 3.2.1 低阈值器件设计 |
| 3.2.2 氧化孔与光子晶体双重限制结构器件特性分析 |
| 3.2.3 光子晶体空气孔形状对器件模式特性影响 |
| 3.3 分布孔结构垂直腔面发射激光器结构分析 |
| 3.3.1 分布孔结构对器件特性影响 |
| 3.3.2 氧化孔结构对器件模式特性影响 |
| 3.4 表面浅刻蚀垂直腔面发射激光器结构分析 |
| 3.4.1 表面浅刻蚀图形刻蚀深度对器件模式特性影响 |
| 3.4.2 表面浅刻蚀图形内径尺寸对器件模式特性影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基横模垂直腔面发射激光器关键工艺研究 |
| 4.1 基横模垂直腔面发射激光器工艺流程 |
| 4.1.1 光子晶体垂直腔面发射激光器工艺流程 |
| 4.1.2 分布孔结构垂直腔面发射激光器工艺流程 |
| 4.1.3 表面浅刻蚀垂直腔面发射激光器工艺流程 |
| 4.2 制备垂直腔面发射激光器关键工艺研究 |
| 4.2.1 侧面绝缘工艺 |
| 4.2.2 高质量 P 型电极制备 |
| 4.2.3 湿法氧化工艺 |
| 4.3 制备光子晶体结构和分布孔结构关键工艺研究 |
| 4.3.1 光子晶体结构和分布孔结构的电子束光刻 |
| 4.3.2 光子晶体结构和分布孔结构的 ICP 刻蚀研究 |
| 4.3.3 光子晶体垂直腔面发射激光器的自对准工艺 |
| 4.4 制备表面浅刻蚀图形关键工艺研究 |
| 4.4.1 表面浅刻蚀图形的普通光刻和电子束光刻 |
| 4.4.2 表面浅刻蚀图形的湿法腐蚀 |
| 4.4.3 表面浅刻蚀图形的 ICP 刻蚀 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基横模垂直腔面发射激光器测试分析 |
| 5.1 垂直腔面发射激光器测试分析 |
| 5.1.1 垂直腔面发射激光器的测试设备 |
| 5.1.2 垂直腔面发射激光器性能测试 |
| 5.2 光子晶体垂直腔面发射激光器测试分析 |
| 5.2.1 单孔缺陷器件测试分析 |
| 5.2.2 多孔缺陷器器件测试分析 |
| 5.3 低阈值电流光子晶体垂直腔面发射激光器测试分析 |
| 5.3.1 光子晶体结构对器件阈值电流影响 |
| 5.3.2 氧化孔径对器件阈值电流影响 |
| 5.3.3 低阈值电流基横模垂直腔面发射激光器 |
| 5.4 分布孔结构器件和表面浅刻蚀垂直腔面发射激光器测试分析 |
| 5.4.1 分布孔结构垂直腔面发射激光器测试分析 |
| 5.4.2 表面浅刻蚀垂直腔面发射激光器测试分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基横模偏振控制垂直腔面发射激光器 |
| 6.1 偏振控制光子晶体垂直腔面发射激光器 |
| 6.1.1 光子晶体的双折射作用 |
| 6.1.2 椭圆光子晶体孔偏振相关损耗 |
| 6.1.3 正方晶格光子晶体结构偏振控制原理 |
| 6.2 偏振控制椭圆空气孔光子晶体垂直腔面发射激光器 |
| 6.2.1 光子晶体光纤的双折射效应 |
| 6.2.2 椭圆空气孔光子晶体垂直腔面发射激光器的损耗分析 |
| 6.2.3 椭圆空气孔光子晶体器件制备 |
| 6.2.4 低阈值电流椭圆空气孔器件 |
| 6.3 菱形氧化孔光子晶体垂直腔面发射激光器 |
| 6.3.1 菱形氧化孔制备工艺 |
| 6.3.2 菱形氧化孔的双折射作用 |
| 6.3.3 菱形氧化孔光子晶体垂直腔面发射激光器 |
| 6.3.4 菱形氧化孔器件测试 |
| 6.3.5 结论 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）ROF无线接入技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 ROF系统、特点与应用 |
| 1.3 ROF技术发展动态 |
| 1.4 研究内容和意义 |
| 1.5 论文的创新点和内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 微腔效应对激光器件谐波和互调失真的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统描述 |
| 2.2.1 IM-DD链路 |
| 2.2.2 微腔的结构 |
| 2.3 理论推导 |
| 2.3.1 速率方程理论 |
| 2.3.2 谐波和互调失真计算 |
| 2.4 仿真结果与分析 |
| 2.4.1 非线性失真随调制信号频率的关系 |
| 2.4.2 非线性失真随偏置电流的变化规律 |
| 2.4.3 腔体损耗对非线性失真的影响 |
| 2.4.4 自发辐射因子和自发辐射寿命对非线性失真的影响 |
| 2.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 射频信号调制下VCSEL的腔结构优化设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 VCSEL的典型器件结构 |
| 3.3 VCSEL非线性失真分析 |
| 3.3.1 谐波和互调失真参数计算 |
| 3.3.2 存在光限制因子情况下调制频率和偏置电流对非线性失真的影响 |
| 3.3.3 光限制因子的作用 |
| 3.4 腔结构参数的优化分析 |
| 3.4.1 反射率和有源区厚度与非线性失真的关系 |
| 3.4.2 端面反射率对非线性失真的影响 |
| 3.4.3 有源区厚度对非线性失真的影响 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 信号在ROF系统中的传输性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 应用于无线通信领域时激光器件非线性分析 |
| 4.2.1 非线性分类 |
| 4.2.2 VCSEL的非线性 |
| 4.2.3 RF信号的失真分析 |
| 4.3 OFDM在ROF链路中的载噪比分析 |
| 4.3.1 OFDM-ROF系统模型 |
| 4.3.2 OFDM-ROF系统噪声分析 |
| 4.3.3 OFDM-ROF系统载噪比分析 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于ROF技术对远程医疗监控的接入架构设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统分析及特点 |
| 5.2.1 无线监护系统的组成和特点分析 |
| 5.2.2 分布式天线系统 |
| 5.2.3 ROF组网中的技术分析 |
| 5.3 ROF无线接入网络架构 |
| 5.3.1 系统基本架构及操作 |
| 5.3.2 基站可采用的架构 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 本论文不足和下一步的研究方向 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间完成的论文 |
| 附录1 |
| 附录2 |
（9）微波模拟信号调制下VCSEL腔结构参数的优化设计（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 VCSEL结构和应用 |
| 3 非线性失真理论分析 |
| 3.1 非线性失真计算 |
| 3.2 反射率和有源区厚度对非线性失真的影响 |
| 4 仿真结果和分析 |
| 4.1 端面反射率对非线性失真的影响 |
| 4.2 有源区厚度对非线性失真的影响 |
| 5 结论 |
（10）高速光纤通信系统中垂直腔面发射激光器的特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信系统的发展趋势 |
| 1.2 垂直腔面发射激光器 |
| 1.2.1 VCSEL 简介 |
| 1.2.2 VCSEL 的发展历史 |
| 1.2.3 VCSEL 的器件结构 |
| 1.2.4 VCSEL 的新工艺 |
| 1.2.4.1 氧化物限制 |
| 1.2.4.2 晶片熔合 |
| 1.2.5 VCSEL 的应用 |
| 1.3 本论文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 VCSEL 的理论基础 |
| 2.1 VCSEL 物理过程的相互作用 |
| 2.2 载流子和光子的作用 |
| 2.3 载流子和热量的输运 |
| 2.4 谐振腔内的光波模式 |
| 2.5 VCSEL 的光功率输出 |
| 2.6 温度相关增益 |
| 2.7 有源区载流子泄漏 |
| 2.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 VCSEL 温度模型及仿真 |
| 3.1 速率方程组模型的建立 |
| 3.1.1 空间相关的速率方程组 |
| 3.1.2 温度与伏安特性 |
| 3.2 速率方程的空间无关化 |
| 3.3 基于 VCSEL 温度模型的特性研究 |
| 3.3.1 VCSEL 的瞬态响应特性 |
| 3.3.2 VCSEL 的 L-I 特性 |
| 3.3.3 VCSEL 的调制特性 |
| 3.3.3.1 从时域直接求解调制响应 |
| 3.3.3.2 从稳态解出发求调制响应 |
| 3.3.3.3 典型器件的小信号分析 |
| 3.4 关于模型求解的说明 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 VCSEL 横模特性研究 |
| 4.1 VCSEL 横模竞争特性 |
| 4.1.1 速率方程组模型的实现 |
| 4.1.2 VCSEL 横模特性模拟结果 |
| 4.1.2.1 圆盘状电极 |
| 4.1.2.2 圆环状电极 |
| 4.1.2.3 角向周期性电流 |
| 4.2 多横模特性的解析研究 |
| 4.2.1 空间模型 |
| 4.2.2 稳态解的理论解析计算 |
| 4.2.3 阈值电流的计算 |
| 4.2.4 解析和模拟结果的比较 |
| 4.2.5 单模和两模情况的分析 |
| 4.2.6 讨论 |
| 4.3 其它模拟结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 VCSEL 相对强度噪声特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 空间模型 |
| 5.2.1 空间相关的模型 |
| 5.2.2 模型的线性化 |
| 5.3 单模和多模 RIN 计算 |
| 5.3.1 单模 RIN |
| 5.3.2 多模 RIN |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 半导体激光器超短脉冲激光倍频特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 KN 晶体倍频的相位匹配 |
| 6.2.1 相位匹配角 |
| 6.2.2 有效二阶非线性系数 |
| 6.3 倍频转换效率 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结和展望 |
| 附录: 缩写符号列表 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、高速调制响应垂直腔面发射激光器中的微腔效应（论文参考文献）
- [1]近红外面发射激光器高功率输出及其模式控制的研究[D]. 张继业. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(03)
- [2]面向微显示的小电流650nm Micro-RCLED[D]. 曹红康. 北京工业大学, 2020(06)
- [3]氮化物半导体FP谐振腔中激子光子相互作用研究[D]. 吴瑾照. 厦门大学, 2019(07)
- [4]量子点光子晶体激光器的理论研究与工艺制备[D]. 邢恩博. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 2016(03)
- [5]光电负反馈下光注入1550nm VCSELs的非线性动力学特性研究[D]. 何洋. 西南大学, 2016(02)
- [6]湿法氧化于垂直腔面发射激光器应用[D]. 张玉国. 吉林大学, 2014(03)
- [7]基横模高功率垂直腔面发射激光器研究[D]. 解意洋. 北京工业大学, 2013(03)
- [8]ROF无线接入技术研究[D]. 张博. 北京邮电大学, 2008(10)
- [9]微波模拟信号调制下VCSEL腔结构参数的优化设计[J]. 张博,吕英华,张洪欣,王许菲,徐军,杨钊. 半导体光电, 2007(03)
- [10]高速光纤通信系统中垂直腔面发射激光器的特性研究[D]. 程俊强. 北京邮电大学, 2007(05)