850nm超輻射發(fā)光二極管的研究.pdf

1、超輻射發(fā)光二極管(the superluminescent diode，SLD)的性能介于激光器和發(fā)光二極管之間，由于其具有寬的光譜和較大的光輸出功率，并且光斑尺寸小，光的發(fā)散角較小，易于與單模光纖耦合，因而它是光纖陀螺的理想光源。它們比激光器具有更短的相干長(zhǎng)度和更低的固有噪聲，從而能大大地改善光纖陀螺的性能。作為關(guān)鍵性部件，SLD的性能直接制約著整個(gè)光纖陀螺系統(tǒng)的性能。因此，開(kāi)展SLD設(shè)計(jì)理論及其工藝實(shí)現(xiàn)的研究不僅具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值，

2、同時(shí)也有相當(dāng)?shù)膶?shí)際意義。
　　 本課題設(shè)計(jì)并制作了850nm波長(zhǎng)的單量子阱SLD，其有源區(qū)采用脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在抑制光反饋的途徑方面，比較了斜波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和無(wú)源吸收區(qū)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并最終選定了斜波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。通過(guò)優(yōu)化傾斜角θ，并在腔面上鍍?cè)鐾改?，可獲得低于1×10-4的反射率。管芯封裝采用8針蝶形，最后經(jīng)測(cè)試，得到100mA工作電流下，出纖功率大于1800μW，峰值波長(zhǎng)為850±20nm，光譜寬度大于20nm，光譜波紋小于0.2dB，滿(mǎn)足設(shè)

3、計(jì)要求。
　　 首先，本文講述了SLD光源的原理和特性，簡(jiǎn)要分析了器件的波導(dǎo)模式，并且介紹了人們?yōu)樘岣叱椛涔艿男阅?，從改進(jìn)超輻射管結(jié)構(gòu)、更新工藝材料、端面鍍膜等角度入手，不斷改善器件的性能。第三章詳細(xì)討論了SLD材料制備和芯片加工工藝，依據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，確定SLD管芯結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)討論了MOCVD材料生長(zhǎng)，脊波導(dǎo)制作，增透膜設(shè)計(jì)，管芯可靠性設(shè)計(jì)中的技術(shù)難點(diǎn)，第四章討論了SLD性能指標(biāo)測(cè)試方法與測(cè)試結(jié)果，對(duì)光譜特性，光輸出功率-電流特性