量子點(diǎn)激光器閾值電流特性及深中心的研究.pdf

1、量子點(diǎn)激光器是一種非常重要的半導(dǎo)體激光器,由于量子限制效應(yīng),使得量子點(diǎn)激光器具有更為優(yōu)越的性能,與其它材料的激光器相比,具有更低的閾值電流密度、更高的溫度穩(wěn)定性和更寬的調(diào)制帶寬等優(yōu)點(diǎn)。本論文主要介紹了量子點(diǎn)激光器的工作原理、基于InAs/GaAs、InAs/InP量子點(diǎn)激光器,對(duì)閾值電流密度、影響閾值電流密度的因素、深能級(jí)缺陷等方面進(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)了量子點(diǎn)激光器閾值電流測(cè)量系統(tǒng)。本論文主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1.概述了量

2、子點(diǎn)激光器的發(fā)展歷程,可以看到量子點(diǎn)激光器的性能逐步提高, InAs/GaAs、InAs/InP量子點(diǎn)激光器,通過(guò)改變量子點(diǎn)尺寸發(fā)射波長(zhǎng)范圍可以在0.9-2μm之間,覆蓋光纖通信的1.3和1.55μm兩個(gè)重要的低損耗通信窗口,在光纖通信有很大的應(yīng)用潛力,同時(shí)介紹了虛擬儀器技術(shù)的概念。闡述了半導(dǎo)體材料包括量子阱、量子線、量子點(diǎn)的概念及其相應(yīng)的特點(diǎn),給出量子點(diǎn)材料的生長(zhǎng)方法和制備機(jī)理以及量子點(diǎn)激光器的工作原理。
　　2.介紹了量子點(diǎn)激

3、光器的閾值電流密度特性:首先通過(guò)公式理論分析了閾值電流密度與腔長(zhǎng)L、溫度T和不同數(shù)量的原子層之間的關(guān)系,然后測(cè)試了InAs/InP量子點(diǎn)激光器在腔長(zhǎng)分別為1.5mm、1.75mm、2.0mm、2.5mm時(shí)的閾值電流密度,由測(cè)量結(jié)果計(jì)算得到了腔長(zhǎng)為無(wú)限長(zhǎng)時(shí)對(duì)應(yīng)的閾值電流密度為403A/cm2,同時(shí)測(cè)試了InAs/InP量子點(diǎn)激光器在不同溫度和原子層數(shù)時(shí)的閾值電流密度。
　　3.設(shè)計(jì)了量子點(diǎn)激光器閾值電流測(cè)量系統(tǒng),通過(guò)量子點(diǎn)激光器調(diào)制

4、光信號(hào)的二次諧波來(lái)確定閾值電流。整個(gè)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電源、光電轉(zhuǎn)換和選頻濾波電路、串口數(shù)據(jù)傳輸三個(gè)模塊組成,使用 LabVIEW軟件完成對(duì)二次諧波的采樣、傳輸、接收和處理,二次諧波幅值最大時(shí)對(duì)應(yīng)的偏置電流即閾值電流。同時(shí)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了仿真。
　　4.介紹了深能級(jí)瞬態(tài)譜(DLTS,Deep Level Transient Spectroscopy)的基本原理以及描述深能級(jí)性能的三個(gè)參數(shù)—深能級(jí)的位置、濃度和俘獲截面積的計(jì)算方法