半导体激光器原理演示文稿.ppt

DFB-LD与DBR-LD 本文档共76页；当前第31页；编辑于星期六\0点25分 F-P-LD与DFB-LD的纵模间隔 本文档共76页；当前第32页；编辑于星期六\0点25分 DFB-LD的增益与损耗 本文档共76页；当前第33页；编辑于星期六\0点25分 工作特性 1.阈值电流 Ith 影响阈值电流的因素： 有源区的体积：腔长、条宽、厚度 材料生长：掺杂、缺陷、均匀性 解理面、镀膜 电场和光场的限制水平 随温度增加，损耗系数增加，漏电流增加，内量子效率降低，这些都会使阈值电流密度增加 本文档共76页；当前第34页；编辑于星期六\0点25分 工作特性 2.特征温度To（表征激光器的温度稳定性）： 测试：To = Δ T / ΔLn（Ith） 影响To的因素：限制层与有源层的带隙差Δ Eg 对InGaAsP长波长激光器，To随温度升高而减小 ΔEg 本文档共76页；当前第35页；编辑于星期六\0点25分 工作特性 3.外微分量子效率ηd （斜率效率）： 可以直观的用来比较不同的激光器性能的优劣。 ηd = ΔP / ΔI 外微分量子效率并不是越大越好，如果太大，光功率输出随注入灵敏度太高，器件容易被损坏。 本文档共76页；当前第36页；编辑于星期六\0点25分 工作特性 4. 峰值波长随温度的改变Δλb / ΔT： 对F-P-LD，当激光器的温度升高时，有源区的带隙将变窄，同时波导层的有效折射率发生改变，峰值波长将向长波长方向移动。约为0.5nm/℃ 。 对DFB-LD，激射波长主要由光栅周期和等效折射率决定，温度升高时光栅周期变化很小，所以Δλb / ΔT小于0.1nm /℃ 。 本文档共76页；当前第37页；编辑于星期六\0点25分 F-P-LD与DFB-LD的频率啁啾 本文档共76页；当前第38页；编辑于星期六\0点25分 工作特性 5.光谱宽度 6边模抑制比 7上升/下降时间 8串联电阻 9热阻 本文档共76页；当前第39页；编辑于星期六\0点25分 各特性的关系 本文档共76页；当前第40页；编辑于星期六\0点25分 DFB-LD芯片制造 一次外延生长 光栅制作 二次外延生长 脊波导制作 欧姆接触、减薄 解理成条 端面镀膜 解理成管芯 TO-CAN 本文档共76页；当前第41页；编辑于星期六\0点25分 1.光栅制作 1.全息曝光 2.干法或湿法刻蚀 本文档共76页；当前第42页；编辑于星期六\0点25分 2.二次外延生长 生长： 1.低折射率层 2.腐蚀停止层 3.包层 4.帽层：接触层 本文档共76页；当前第43页；编辑于星期六\0点25分 3.一次光刻 一次光刻出双沟图形 本文档共76页；当前第44页；编辑于星期六\0点25分 4.脊波导腐蚀 选择性腐蚀到四元停止层 本文档共76页；当前第45页；编辑于星期六\0点25分 5.套刻 PECVD生长SiO2 自对准光刻 SiO2腐蚀 本文档共76页；当前第46页；编辑于星期六\0点25分 6.三次光刻：电极图形 本文档共76页；当前第47页；编辑于星期六\0点25分 7.欧姆接触 P面溅射TiPtAu 减薄 N面 TiAu 本文档共76页；当前第48页；编辑于星期六\0点25分 端面镀膜 先解理成条 端面镀膜:高反膜\增透膜 端面镀膜的作用: 1.增大出光功率，2.减小阈值电流 高反膜80-90%，增透膜5-10% 本文档共76页；当前第49页；编辑于星期六\0点25分 面发射激光器 Vertical Cavity Surface Emitting Laser 本文档共76页；当前第50页；编辑于星期六\0点25分 VCSEL 的优点 ●易于实现二维平面和光电集成；●圆形光束易于实现与光纤的有效耦合；●有源区尺寸极小，可实现高封装密度和低阈值电流；●芯片生长后无须解理、封装即可进行在片实验；●在很宽的温度和电流范围内都以单纵模工作；● 成品率高、价格低。 本文档共76页；当前第51页；编辑于星期六\0点25分 本文档共76页；当前第52页；编辑于星期六\0点25分 本文档共76页；当前第53页；编辑于星期六\0点25分 本文档共76页；当前第54页；编辑于星期六\0点25分 半导体激光器原理演示文稿 本文档