导读:本文包含了量子阱激光器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:激光器,量子,级联,波导,时域,色散,阈值。
量子阱激光器论文文献综述
李齐柱,伏霞,张子旸,王旭,陈红梅[1]（2019）在《1.3μm InAs/GaAs量子点侧向耦合浅刻蚀分布反馈激光器》一文中研究指出为了简化工艺流程和减轻制备难度,提出了1.3μm分布反馈(distributed feedback,DFB)激光器的新型制作方法.该方法采用纯折射率侧向耦合(laterally coupled, LC)结构,将一阶光栅浅刻蚀在脊形波导两侧,避免了激光器材料的二次外延和光栅深刻蚀.采用非掺杂和p掺杂两种InAs/GaAs量子点(quantum dot, QD)样品来制备LC-DFB激光器.与采用传统方法制备的DFB激光器相比,非掺杂量子点LC-DFB激光器表现出了低的阈值电流,其值为1.12 mA/量子点层; p掺杂量子点LC-DFB激光器表现出了较大的特征温度和斜率效率.在室温下,这种浅刻蚀的LC-DFB激光器实现了单纵模连续输出,边模抑制比(side mode suppression ratio, SMSR)高达51 dB.同时,在不同的测试温度和注入电流下,这种激光器表现出了优良的波长稳定性. 1.3μm浅刻蚀量子点LC-DFB激光器有望在远距离光纤通信领域实现巨大应用价值.(本文来源于《上海大学学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
熊迪,郭文涛,郭小峰,刘海峰,廖文渊[2]（2019）在《1.55μm AlGaInAs/InP小发散角量子阱激光器的仿真和制备（英文）》一文中研究指出理论仿真和实验制备了AlGaInAs/InP材料1. 55μm小发散角量子阱激光器.为了扩展近场光场并减小内损耗,将一个非对称模式扩展层插入到外延结构的下盖层当中.仿真结果表明,该模式扩展层除了少量增加激光器阈值电流以外,在不影响激光器其它性能的情况下能显着减小激光器的垂直远场发散角.实验结果与理论仿真高度吻合.成功制备出脊宽4μm,腔长1000μm的脊波导小发散角激光器.在端面未镀膜的情况下,该激光器阈值电流为56 mA,输出功率为17. 38 mw@120 mA,斜率效率可以达到0. 272 W/A.实验测得垂直远场发散角为29. 6°,相比较传统激光器减小了约35. 3%.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2019年04期）
邬崇朝[3]（2019）在《窄光束、高功率、频率可调谐的THz量子级联激光器》一文中研究指出THz频段的量子级联激光器通过电子在半导体量子阱导带子带间的跃迁发光,是具有连续波操作特性和电泵浦特性的THz源。THz量子级联激光器具有体积小、重量轻、紧凑且易集成等特点,是目前发射能量最高的固态THz源。对近年来双金属波导型THz量子级联激光器在窄光束角、频率可调谐和高功率输出叁方面的发展进行综述和介绍。(本文来源于《中国激光》期刊2019年10期）
李源远,杨宁,楚卫东[4]（2019）在《太赫兹量子级联激光器光注入特性》一文中研究指出基于叁能级速率方程,研究了独立运行、主从注入和相互注入太赫兹量子级联激光器(THz-QCLs)的相对强度噪声和调制特性。在自由运行情况下,THz-QCL的自发辐射噪声在低频时表现出白噪声特性。与传统的半导体激光器不同,在低频区没有对应于弛豫振荡的共振峰。主从注入可以有效降低THz-QCLs噪声20 d B,提高THz-QCLs低噪声工作的效率。对于互注入THzQCLs,即使在锁相区,噪声也明显高于自由运行情况。通过应用注入锁定方案,与直接调制方案相比,可以大大增加调制带宽。(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2019年03期）
张斌[5]（2019）在《硅基InAs量子点激光器器件制作及其性能测试》一文中研究指出随着微电子技术的持续发展,晶体管数目急剧增加,电互联空间急剧减小,芯片功耗和性能受到严重制约。同时随着互联网和物联网的发展,大量的数据需要通过数据中心的服务器处理,而服务器之间传统的电互联会产生大量的功耗。由此,对高速、大带宽、低功耗、低成本的互联技术提出了很大的需求。硅基光电技术可以实现高速、高集成度的光互联,同时可以用传统微电子CMOS工艺的制造,是实现片上光互连极具竞争力的解决方案。目前硅基光电子集成芯片中最大的挑战是片上光源的集成。片上光源的获得主要有键合技术和直接外延生长两种方式。键合技术较为成熟,但是由于其扩展性低的问题使得其不利于大规模集成。因此如果能采用直接生长的方式在硅基衬底上获得高质量III-V材料将会是硅基光电子集成最理想的解决方案。本论文在硅基、SOI基衬底上直接外延高质量InAs量子点发光结构的基础上,制备了不同形式的激光器器件,主要内容如下:通过微纳加工工艺制备硅基InAs量子点F-P腔电泵浦激光器。该激光器在室温下的阈值电流为190 mA,阈值电流密度为265 A/cm~2,对应谱峰的半高宽为0.1 nm,激光器的工作温度范围为-20℃~65℃。此外,研究发现封装工艺对激光器性能的发挥有很大的影响。通过微纳加工工艺制备硅基InAs量子点垂直腔面发射微腔激光器。该激光器实现低阈值功率(20μW)激射,在6 mW泵浦光下的半高宽为1.3 nm。在不同温度测试条件下,实现激光器在100℃激射,体现出器件有优异的温度稳定性。目前硅基光电子无源器件都是基于SOI衬底,因此实现SOI基光源是硅基光电技术发展中重要的一步。本文通过选用在SOI基直接生长的InAs量子点激光器结构,通过微纳加工工艺首次实现了SOI基InAs量子点微盘激光器的制备。该激光器的阈值功率为0.39 mW,对应谐振腔的品质因子(Q值)为3900。在相同条件下制备了Si基的InAs量子点微盘激光器,其阈值功率和Q值分别为0.38mW和3674。SOI和Si基InAs量子点微盘激光器的性能达到了相同结构的GaAs基InAs微盘激光器(阈值:0.33 mW和Q值:3550)几乎一样的水平。由此体现出本文的光泵浦SOI基InAs量子点激光器有优秀的性能,也反应出SOI衬底上生长的激光器结构有高晶体质量。综上,本文所采用的激光器制备方式对未来硅基光电子芯片中光源的集成有很大的应用潜力。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
王巍[6]（2019）在《1.3μm波长直接外延硅基量子点微盘激光器结构设计研究》一文中研究指出随着芯片产业的快速发展,对集成化的要求越来越高,电互连技术已经越来越接近其瓶颈——随着器件尺寸的不断减小,电子器件尺寸已经接近其物理极限,研发尺寸更小的器件需要的成本飞速升高,导致半导体技术的更新增长速度已经放缓。光互连技术具有传输速度快、带宽宽和抗干扰能力强等特点,为硅基集成芯片的发展提供了新的方向。用光电子器件取代电子器件和用光互连取代电互连有望解决片上电互连的瓶颈问题。1.3μm波长正好是光纤的一个低损耗窗口,并且在该波长处,单模光纤的总色散为零。这样,1.3 μm波长区就成了光纤通信的一个理想工作窗口,也是目前光纤通信系统的主要工作波段。硅基半导体技术在硅基电互连的发展过程中已经非常成熟,它被认为是硅基光互连领域最有前景的技术。直接外延硅基III-V族半导体材料的发光性、导电性和掺杂浓度等性能可调,方便我们对器件的各种功能进行调整和优化。除此之外,直接外延的材料生长方式使半导体材料更适合于硅基光电集成和大尺寸生长,有利于批量生产。硅基III-V族量子点微盘激光器具有高品质因数、易集成、低功耗和低成本等优点,作为硅基集成芯片光源具有非常大的优势。迄今为止,硅基微腔激光器的研究领域已经取得了许多重要进展。然而,这些研究主要集中在材料结构、生长过程和器件制备上,缺少从理论上对硅基微腔激光器结构的系统性研究。本论文主要研究了具有波导输出结构的电泵浦1.3 μm硅基InAs/InGaAs量子点微盘激光器光电性能与结构参数的关系。采用时域有限差分方法,分别探究了微盘腔直径、激光器材料包层厚度、刻蚀深度和波导宽度对微盘激光器品质因数和光学模式特性的影响。在此基础上,我们提出了两种新的输出结构,并分别对这两种结构的性能进行研究。最后通过理论分析,得到不同输出结构下微盘激光器的阈值电流。具体工作及研究成果如下:(1)研究了硅基激光器的微盘腔直径与品质因数的关系。对于直径为4 μm-12 μm的微盘腔来说,随着微盘腔直径的增大,品质因数先增后减。当直径为7 μm时,微盘腔的品质因数达到最大值。(2)研究了硅基激光器材料包层厚度对光学模式和品质因数的影响。由于有源区中的TE模可以耦合到上下包层中,并沿z和-z方向传播,这两个模式相互干扰,形成加强或减弱,从而减少或增加包层引起的垂直辐射损失。因此,微盘腔的品质因数随着包层厚度的增大而呈现周期性变化。当激光器材料包层厚度为1.75 μm时,微盘腔的品质因数达到第一个极大值。考虑到实用性与经济性,包层的优化厚度为1.75 μm。(3)研究了刻蚀深度对硅基激光器微盘腔特性的影响。当刻蚀深度为4.53 μm时,品质因数达到最大值,随着刻蚀深度增加,品质因数不再增大。这个现象表明,当刻蚀界面低于下包层与位错阻挡层的界面之后,包层对有源区中光学模式的约束能力不再随着刻蚀深度的增大而改变。因此,微盘腔的优化刻蚀深度为4.53 μm。(4)研究了输出波导宽度对硅基微盘激光器光学模式性质的影响。对于波导直接与微盘腔相连的微盘激光器,随着波导宽度的增加,微盘腔的品质因数迅速降低。由于微盘腔连接波导时,腔内的回音壁模式发生改变,模式分布发生显着变化,导致品质因数突然下降。我们分析得到波导宽度的最优值为0.5μm。(5)提出了两种新的硅基微盘激光器的输出结构。基于传统的总线输出波导结构,我们分别设计了波导与微盘腔重合的总线波导以及单端输出总线波导这两种输出结构,并通过仿真计算分别研究了这两种输出结构的性能。在微盘腔尺寸、激光器材料包层厚度和刻蚀深度一定相同的情况下,这两种结构的激光器的品质因数均在波导宽度为0.5 μm时取得最大值。对于波导与微盘腔重合的激光器结构,当切口宽度为3.5 μm,波导宽度为1.5 μm时,输出波导中的模式具有向上泄露的趋势,这种特性使得该结构适用于垂直耦合输出的结构。(6)从理论上证明上述设计的硅基微盘激光器满足激射要求。根据速率方程和激射条件,分别得到不同输出结构的硅基微盘激光器的阈值电流:对于输出波导直接与微盘腔相连的激光器,其阈值电流约为0.9 mA;对于波导与微盘腔重合的激光器,其阈值电流约为1.05 mA;对于具有单端输出波导结构的微盘激光器,其阈值电流约为1.2 mA。与其他硅基微腔激光器相比,这些阈值电流的值均在可以接受的范围内,表明我们优化设计的硅基微盘激光器可以实现激射。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-31）
周康,黎华,万文坚,李子平,曹俊诚[7]（2019）在《太赫兹量子级联激光器频率梳的色散》一文中研究指出群速度色散会限制太赫兹量子级联激光器频率梳的稳定以及频谱宽度.对于太赫兹量子级联激光器频率梳,其色散主要由器件增益、波导损耗、材料损耗引起.研究基于4.2 THz量子级联激光器双面金属波导结构,通过建立德鲁德模型,利用有限元法计算了激光器的波导损耗;器件未钳制的增益由费米黄金定则计算得到,结合增益钳制效应,计算了器件子带电子跃迁吸收以及镜面损耗,得到了器件钳制后的增益;利用Kramers-Kronig关系得到了器件的增益、波导损耗、材料损耗引起的色散,结果表明器件的激射区域存在非常严重的色散(–8×10~5—8×10~5 fs~2/mm).同时,计算了一种基于Gires-Tournois干涉仪结构的色散,结果表明,该结构的色散具有周期性,可以用于太赫兹量子级联激光器的色散补偿.(本文来源于《物理学报》期刊2019年10期）
刘笑林[8]（2019）在《基于量子点光源的Fibonacci光子准晶垂直腔面发射激光器》一文中研究指出半导体激光器是目前生产量最大的激光器,其应用领域十分广泛。普通半导体激光器的缺点是发散角很大,往往需要透镜系统来聚束。垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,简称VCSEL)是一种激光出射方向与腔面垂直的半导体激光器。但其也具有较大的发散角,限制了它在很多领域的应用。在VCSEL的基础上采用量子点发光结构光源具有性能高、体积小、成本低的优点。同时,与传统的分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflection,简称DBR)谐振腔相比,由光子准晶排列构成的谐振腔在结构上具有多样性,这就表明了其在独特结构中能展现出不同以往的特性。在光源底部采用光子准晶结构组成的全反射镜,顶部采用光子准晶结构的透射镜,这一设计的结构简单、体积较小,也有利于减小发散角。本文研究的是一种特殊的VCSEL,它是由光谱中心为460nm的量子点光源和Fibonacci光子准晶(Fibonacci photon quasicrystalline,简称FPQC)结构的谐振腔构成的。它具备了小体积、低成本、小发散角等优点。本文的具体研究内容如下:1.量子点光源的设计,为所研究的VCSEL提供可以调节光谱中心波长的光源,同时具备了小体积、低阈值的特点:(1)通过有限元法设计计算了量子点的发光模型,并根据掺杂材料的浓度占比不同确定了所需发光谱。(2)为了确定光源的阈值(即激光器的阈值电流和电压),分别从不同电压下光谱的急剧变化和光源结构的I-U曲线斜率确定了阈值的准确数值。2.光子准晶谐振腔的设计,以减小激光器的发散角、模场面积和传播过程中的损耗:(1)选取了Fibonacci排列顺序作为准晶结构的顺序,分别通过测量1层,2层,…,10层的准晶结构对应的反射率,确定了反射镜面的层数。之后固定一种材料的厚度,变化另一种的厚度,找出了最大反射率时第二种材料对应的厚度。再采用相同的方法求出最大反射率对应的第一种材料厚度,这样就找到了最大反射率时两种材料各自的厚度。最终得到了光谱中心460nm发光谱的全反射镜。(2)以同样的方法优化透射镜面,在这里主要考虑的是发散角和相对模场面积这两个参数。先确定透射镜面的层数,再确定每一层的具体厚度。于是得到了在460nm的光源下的谐振腔的反射镜面和透射镜面。3.FPQC谐振腔激光器和DBR谐振腔激光器的参数和对比:(1)介绍了两种激光器的整体结构、阈值。(2)根据文献设计优化了DBR激光器,使之达到了本光源条件下的最佳DBR谐振腔结构。(3)对比了二者的远场发散角、相对模场面积和输出光谱这些参量,进而得出了FPQC谐振腔激光器的优点。此外,作为激光器光源部分的量子点光源,通过改变掺杂浓度可以在可见光范围内得到任意的光谱中心,可以作为许多激光器的光源。同时,VCSEL谐振腔单侧的460nm全反射镜面,具有Fibonacci准晶结构、较小的体积,可以应用于射频识别、天线、传感器等领域。最终形成的FPQC谐振腔的VCSEL可以应用于小发散角的激光器领域。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-05-01）
张颖娟,沈昌乐,王雪敏[9]（2019）在《GaAs/AlGaAs太赫兹量子级联激光器的热分析》一文中研究指出为研究太赫兹量子级联激光器(THzQCLs)中的热传输及有效散热方法,建立了二维/叁维有限元热分析模型,模拟计算了GaAs/AlGaAs THz QCLs低温工作时的温度及热流分布;并讨论了源区结构参数、热沉材料及散热膜层对器件热传输的影响规律。研究结果表明,器件源区温度水平方向分布较均匀,垂直方向温差大,源区热量主要依靠热沉导出;减小源区厚度、增加腔长与减小脊宽均有利于促进热传导并降低源区温度;在器件顶部增加AlN薄膜具有显着的辅助散热效果,当薄膜厚度大于8μm时,源区温降趋于缓慢。(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2019年02期）
王俊,高欣,冯展祖,杨生胜,秦晓刚[10]（2019）在《空间光通信用量子点激光器辐射损伤效应研究》一文中研究指出采用电子和质子辐射空间激光通信系统,选用1 310 nm量子点激光器,对其辐射损伤效应开展研究,给出了辐射前后器件的I-V和I-P等特性参数随辐射剂量的变化数据,并对主要结果进行了分析。结果表明,随着辐射剂量的增加,同一电流处的电压均随着辐射剂量呈上升趋势;量子点激光器阈值电流逐渐增大,同时,在同一驱动电流下,光功率逐渐减小,斜率效率下降;当电子和质子的辐射剂量分别超过1×10~7rad和8×10~5rad之后,阈值电流增加和斜率效率的下降趋势都变缓。(本文来源于《真空与低温》期刊2019年01期）
量子阱激光器论文开题报告
（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：
理论仿真和实验制备了AlGaInAs/InP材料1. 55μm小发散角量子阱激光器.为了扩展近场光场并减小内损耗,将一个非对称模式扩展层插入到外延结构的下盖层当中.仿真结果表明,该模式扩展层除了少量增加激光器阈值电流以外,在不影响激光器其它性能的情况下能显着减小激光器的垂直远场发散角.实验结果与理论仿真高度吻合.成功制备出脊宽4μm,腔长1000μm的脊波导小发散角激光器.在端面未镀膜的情况下,该激光器阈值电流为56 mA,输出功率为17. 38 mw@120 mA,斜率效率可以达到0. 272 W/A.实验测得垂直远场发散角为29. 6°,相比较传统激光器减小了约35. 3%.
（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。
量子阱激光器论文参考文献
[1].李齐柱,伏霞,张子旸,王旭,陈红梅.1.3μmInAs/GaAs量子点侧向耦合浅刻蚀分布反馈激光器[J].上海大学学报(自然科学版).2019
[2].熊迪,郭文涛,郭小峰,刘海峰,廖文渊.1.55μmAlGaInAs/InP小发散角量子阱激光器的仿真和制备（英文）[J].红外与毫米波学报.2019
[3].邬崇朝.窄光束、高功率、频率可调谐的THz量子级联激光器[J].中国激光.2019
[4].李源远,杨宁,楚卫东.太赫兹量子级联激光器光注入特性[J].太赫兹科学与电子信息学报.2019
[5].张斌.硅基InAs量子点激光器器件制作及其性能测试[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2019
[6].王巍.1.3μm波长直接外延硅基量子点微盘激光器结构设计研究[D].北京邮电大学.2019
[7].周康,黎华,万文坚,李子平,曹俊诚.太赫兹量子级联激光器频率梳的色散[J].物理学报.2019
[8].刘笑林.基于量子点光源的Fibonacci光子准晶垂直腔面发射激光器[D].郑州大学.2019
[9].张颖娟,沈昌乐,王雪敏.GaAs/AlGaAs太赫兹量子级联激光器的热分析[J].太赫兹科学与电子信息学报.2019
[10].王俊,高欣,冯展祖,杨生胜,秦晓刚.空间光通信用量子点激光器辐射损伤效应研究[J].真空与低温.2019
论文知识图
