通过理论仿真和实际制备测试, 分析比较了基于非对称量子阱结构(10nm厚和6nm厚的量子阱组合)的光放大芯片与对称量子阱结构(10nm厚量子阱)的光放大芯片的性能。两种结构的理论模式增益同最终实测值符合较好。最终光谱测试结果显示, 对称量子阱结构的光放大芯片存在基态增益饱和的现象, 在大电流注入情况下, 激态跃迁占据优势, 从而造成光谱宽度急剧下降。而非对称量子阱结构的光放大芯片的光谱宽度随着注入电流的增加不断拓宽, 在600mA下实现199.7nm光谱带宽, 覆盖S+C波段。由此可见, 非对称量子阱结构更有利于实现高功率、宽光谱的光放大芯片。
宽光谱 S+C波段 对称和非对称多量子阱 wide spetrum S+C band InGaAlAs/InP InGaAlAs/InP symmetric and asymmetric multi-quantum-well
背面减薄是制备InP基光电子芯片的一道重要工艺。晶圆被减薄后失去结构支撑, 会因应力作用产生剧烈形变, 翘曲度大幅提高。严重的翘曲会使芯片可靠性降低甚至失效, 应对晶圆的翘曲度进行控制和矫正。文章从“损伤层-翘曲度”理论出发, 实验研究了晶圆厚度、粘片方式、研磨压力、磨盘转速、磨料粒径对翘曲度的影响。根据试验结果优化工艺参量, 优化后晶圆的翘曲度降低了约20%; 再通过湿法腐蚀去除损伤层, 矫正已产生的翘曲, 使晶圆的翘曲度降低约90%。优化减薄工艺降低损伤应力与湿法腐蚀去除损伤层分别是控制和矫正晶圆翘曲度的适用方法, 可使翘曲度下降至之前的10%以内。
InP晶圆 背面减薄 损伤层 翘曲度 湿法腐蚀 InP chip wafers back-thinning lapping warpage wet corrosion
研制了一种用作光纤激光器泵浦光源内置光栅的976nm激光二极管，分析了外延结构和芯片平面结构设计，并着重对内置光栅进行了理论分析和设计，通过技术研究和工艺优化，研制出了满足系统工程应用的激光二极管，其主要光电性能参数如下：中心波长为976±1nm；光谱半宽小于等于1nm；中心波长温度漂移系数小于等于0.1nm/℃；输出功率大于等于10W；发光条宽度小于等于100μm。
内置光栅 大功率 激光二极管 中心波长 光谱半宽 温度漂移系数 built-in grating high power laser diode central wavelength FWHM drift coefficient of central wavelength with tempe
1 重庆大学 机械传动国家重点实验室, 重庆 400044
2 重庆大学 应用物理系, 重庆 401331
3 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
4 重庆电子工程职业学院 软件学院, 重庆 401331
制备了一种新型的具有高调制带宽的1053nm超辐射发光二极管(SLD).利用光荧光(PL)测试分析了不同温度、不同生长速率对SLD芯片外延材料质量的影响, 优化了InGaAs/GaAs量子阱的生长温度与生长速率.分析了SLD模块的光电特性随温度与注入电流的变化关系.研究结果表明, SLD输出波长随温度的漂移系数为0.35nm/℃, 其输出波长随注入电流的漂移对温度并不敏感.在25℃、100mA注入电流下SLD的-3dB调制带宽达到1.7GHz, 尾纤输出功率2.5mW, 相应的光谱半宽为24nm, 光谱波纹为0.15dB.
超辐射发光二极管 调制带宽 superluminescent diode 1053 nm 1053nm modulation bandwidth
1 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
2 重庆大学 应用物理系, 重庆 400044
对新月形超辐射发光二极管的液相外延生长过程进行了机理分析。利用Matlab软件对建立的非平面生长模型进行了理论计算, 并利用扫描电镜(SEM)对液相外延生长的形貌进行了分析, 通过理论计算与实验分析设计了获得低偏振、高功率超辐射发光二极管的外延结构。利用该结构研制的超辐射发光二极管芯片在100 mA工作电流、25 ℃工作温度下输出功率达到3.6 mW, 相应的输出波长为1 306 nm, 光谱半宽为39 nm, 光谱波纹为0.17 dB,偏振度为2%。
超辐射发光二极管 低偏振度 高功率 液相外延 superluminescent diode polarization insensitive high power liquid phase epitaxy
1 重庆大学 物理学院应用物理系， 重庆 400044
2 重庆光电技术研究所，重庆 400060
对液相外延生长的双沟平面掩埋异质结(DCPBH)结构超辐射发光二极管(SLD)双沟内漏电现象进行了理论分析与定量计算。在此基础上通过优化外延结构设计与液相生长参数，得到了电流限制较理想的DCPBH结构。
双沟平面掩埋异质结 液相外延 漏电流 DCPBH LPE current leakage
通过对K9玻璃增透膜和偏振片的1 064 nm激光损伤试验,显示激光透射元件激光损伤的一个显著特点是形成针孔损伤,其大小在10～50 μm之间,分布呈分离状,其损伤深达基片表层及亚表层,与高反膜的激光损伤形态区别明显.K9和增透膜的孔洞损伤形成于后表面,偏振片形成于膜面,在一定的能量范围内,如能量提高1～2倍,激光能量与孔洞损伤的大小关联不大,只是孔洞的数量增加.孔洞的形成是由激光形成的驻波场引起的,并与基片表面及亚表面的损伤缺陷有关.
激光损伤 透射元件 孔洞
1 成都精密光学工程研究中心,四川,成都,610041
2 重庆大学数理学院物理系,重庆,400044
研究了几种类型的腐蚀液对K9基片化学腐蚀的影响.通过腐蚀液对基片纵向腐蚀速度的变化初步判断了K9基片重沉积层的深度.考察了腐蚀前后基片表面参数的变化以及腐蚀对激光损伤阈值的影响.研究表明,特定的腐蚀液能够对K9基片进行平稳可控的腐蚀,并且腐蚀能提高其激光损伤阈值,其主要原因是去除了重沉积层及表面、亚表面缺陷中的污染物,但过多的腐蚀会暴露本来为重沉积层所掩盖的划痕等亚表面缺陷,所以腐蚀并非越深越好.同时,表面各种杂质与缺陷的去除能够提高材料的机械强度,从而也有利于提高材料的激光损伤阈值.
化学腐蚀 亚表面缺陷 激光损伤阈值 重沉积层 Wet-etching Subsurface damage Laser-induced damaged threshold Polishing redeposition layer
介绍了一套355 nm紫外激光损伤阈值自动测量装置.该测量装置由一台Nd:YAG激光器产生紫外355 nm激光,经过紫外激光传输系统,紫外激光聚焦形成测试激光.脉冲激光能量由激光能量计监测,Normaski显微镜判断样片的激光损伤.另外,整个测量装置和测量过程由计算机集成控制,具有良好的操作性和运行参数控制能力,可实现1-on-1,n-on-1,s-on-1,R-on-1等多种激光损伤测试.
损伤阈值 自动测量 紫外激光 damage threshold automatic measurement ultraviolet laser
1 四川大学电子信息学院,四川,成都,610065
2 成都精密光学工程研究中心,四川,成都,610041
激光诱导损伤阈值作为一实验参量,对其结果作不确定度分析有利于激光工作者在某个精度范围内获知该参量的信息.从激光损伤和损伤阈值定义出发,分析了基于ISO11254的损伤几率测试法测试激光诱导损伤阈值的不确定度来源,包括激光能量测量、激光光斑有效面积测量、各能量密度处损伤几率的计算以及对损伤几率点进行直线拟合这4个方面.并利用统计学原理和线性拟合等理论对这4个方面引起的不确定度分量及最终测试结果的相对合成不确定度进行了计算.以1 064 nm高反薄膜样品为例,分析表明:损伤几率点的计算和几率图中损伤几率的直线拟合是损伤阈值测试结果不确定度的主要来源,当样品的损伤阈值为7.79 J/cm2时,这两种因素引起的相对不确定度可分别在4%和18%左右,损伤阈值的相对合成不确定度达18.72%.
激光损伤阈值 相对不确定度 相对合成不确定度 直线拟合 Laser-induced damage threshold（LIDT） Relative uncertainty Relative combined uncertainty Linear fit process
