一、Two-Dimensional GaAs/AlGaAs Multiple Quantum Well Spatial Light Modulators（论文文献综述）
庄圆[1]（2020）在《扩展传输距离的V型腔可调谐激光器研究》文中提出近年来,高清电视和交互式点播网络电视、在线数字电影和游戏、3D电视、移动多媒体、视频会议、云存储/云计算、社交网络、短视频分享等新兴业务如雨后春笋般涌现,这些新兴业务对接入网的带宽需求越来越高,带宽需求随着数据以爆炸式增长,容量大以及运行、维护成本低的无源光网络已经是用来解决接入网宽带瓶颈的第一选择。目前,无源光网络已从2.5Gbps升级到10Gbps以满足Internet流量的快速增长,开发低成本、高速可调谐的光发射机迫在眉睫。在C波段,随着传输距离的增加,光纤色散会使脉冲信号发生变形进而导致误码率增加。对于高速率远距离传输系统,电吸收调制器和铌酸锂调制器仍然是主流选择,但是它们同色散补偿模块一样成本高、能耗大。因此开发一种低成本、结构简单、低能耗的高速可调谐发射机非常有意义V型腔可调谐激光器是一种低成本、结构简单、性能优良可靠的半导体激光器,是未来城域网、接入网和数据中心等应用场景中极具吸引力的选择。本课题针对下一代无源光网络的需要,提出两种基于V型腔可调谐激光器的提高信号传输距离的方案:一是采用外调制的方式,利用偏置量子阱技术单片集成V型腔可调谐激光器和马赫曾德调制器;二是采用啁啾管理的方式,用阵列波导光栅对V型腔可调谐激光器的频率啁啾进行管理从而提高传输距离。本论文在InGaAsP材料五量子阱晶圆上,成功开发了基于波长248nm准分子激光诱导量子阱混合的全新工艺。通过合理选择激光照射的能量密度和脉冲数,以及快速热退火的温度和时间,调节有源区量子阱混合的程度,可以获得最高120nm的波长蓝移。利用准分子激光诱导量子阱混合技术成功制作了 FP激光器和V型腔可调谐半导体激光器,成功证明了准分子激光诱导量子阱混合技术工艺简单、性能良好、不需要二次生长,将会是未来非常有潜力的一种单片集成方案。本文首次提出基于V型腔可调谐激光器和马赫曾德调制器单片集成的设计方案。选择偏置量子阱技术作为单片集成平台,芯片外延层状结构有源部分采用5量子阱结构,无源波导部分采用350nm厚的1.4Q InGaAsP材料,设计了单端输入和双端输入两种整体结构。本文首次提出利用高斯型阵列波导光栅AWG对V型腔可调谐激光器进行啁啾管理来提高信号传输距离的方案。这种方案经过实际测试,10Gbps速率直接调制V型腔激光器在没有任何色散补偿的情况下可以无误码（BER<10-12）传输超过20km,传输10km和20km只有2dB和4dB的功率代价。波分复用器件AWG和可调谐半导体激光器都是作为WDM网络中的核心单元,利用两者的配合扩展直接调制信号的传输距离是非常有实际应用价值的。
陈沁,王华村,胡鑫,文龙[2]（2016）在《空间光调制器及其在空间光通信中的应用》文中研究说明介绍了逆向调制空间激光通信的技术原理,概括了核心部件——空间光调制器的技术需求。重点介绍了量子阱电吸收调制器的原理、发展和系统应用,深入分析了其在应用中面临的技术挑战和瓶颈问题。回顾了最近兴起的基于微纳光学技术的空间光调制技术发展过程,并总结了高速空间光调制器的发展现状,展望了其未来发展方向和应用前景。
董海亮[3]（2016）在《InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究》文中指出半导体激光器具有体积小、重量轻、功率大、光电转换效率高、寿命长等优点,成为光电子材料与器件领域研究的热点。GaAs基激光器在光电特性及应用领域的研究已经取得了很大进展,但在光电性能方面仍面临一些急需解决的问题,比如高注入电流密度下功率效率衰减、内损耗较高、阈值电流高、电光转化效率低、载流子的热逃逸、斜率效率低等。研究表明,激光器外延结构中各功能层间的界面,尤其是激光器有源区的界面结构,不仅能够传递能量,而且对提升激光器件的光电性能起着至关重要的作用。本论文研究GaAs基激光器中有源区界面结构与其光电性能的关系,通过设计和调控有源区界面结构来提升激光器件的光电性能。在介绍GaAs基激光器发光机制的基础上,对量子阱中的阱/垒界面结构展开了研究,包括生长温度对InGaAs/GaAsP量子阱中阱/垒界面的铟（In）原子扩散的影响,势垒中磷（P）组分对量子阱中界面结构质量及载流子分布的影响,不同偏角GaAs衬底对量子阱界面结构及生长动力学过程的影响等。本文的具体研究内容和成果主要包括以下几方面:1.为了更好的调控InGaAs/GaAsP多量子阱界面的生长工艺,系统研究了量子阱生长温度对阱垒生长过程中高温环境导致In原子界面扩散的问题。温度越高,In原子扩散长度越长,阱垒界面层的合金无序性增加,合金散射增大,降低了电子的迁移率。因此,为了获得理想的量子阱界面结构,设计的生长温度分别为620℃、650℃和680℃。结果表明:在生长温度为650℃时,在InGaAs/GaAsP界面处能够得到最薄的In原子扩散界面层。同时,讨论并分析了In原子扩散层形成机制以及该层对多量子阱光电性质影响的机理。2.为了提高InGaAs/GaAsP多量子阱的内量子效率,解决在电激发作用下载流子从阱中越过势垒导致载流子泄露的问题。采用k·p方法从能带理论上系统研究了势垒中P组分对载流子的分布、束缚能力以及光电性质的影响。在理论设计的基础上,分别生长了不同P组分势垒的多量子阱结构,并对其界面结构性质以及光学性质进行了研究,分析了不同P组分势垒的激光器件对光电性能的影响。结果表明:势垒中P组分为0.145时,得到了光电性能参数较好的激光器件,内量子效率可达98%,阈值电流约为0.3 A。3.为了分析0°,2°和15°不同偏角的GaAs衬底对激光器有源区的InGaAs/GaAsP多量子阱界面结构的影响。在相同工艺参数条件下,不同偏角的GaAs衬底上生长的多量子阱结构表面形貌分别为台阶流、台阶聚并和岛状。通过变温光致发光谱分析表明:在0°、2°和15°GaAs衬底上生长的多量子阱结构分别具有量子阱、量子线和量子点的光学特征。结合相关工艺参数,对不同偏角GaAs衬底上的量子阱、量子线和量子点的生长机理进行了分析,并解释了不同偏角衬底的InGaAs/GaAsP多量子阱的光学性质与微观结构之间的关系,从而为制备不同形貌的自组装纳米结构器件提供新的工艺方法。
郭祥[4]（2015）在《InGaAs量子点可控生长研究》文中进行了进一步梳理Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料具有较高的电子迁移率,利用Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料所制作的电子器件、微波器件与集成电路具有高速、高频等优点。此外Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料构成的低维半导体材料如量子阱、量子线、量子点还具有优异的光电性能,利用其可以制作高光电转换率的光伏组件、低阈值电流高功率的半导体激光器以及高灵敏度红外探测器等光电子器件以及自旋电子学器件。这些器件由于其卓越的性能而被广泛的应用于军事科技、空间技术、日常生活等领域。目前,为了进一步地开发Ⅲ-Ⅴ族半导体器件的光电性能,人们把研究的重点放在低维半导体器件方面,特别是三维受限的量子点器件方面。而高质量Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点材料的制备是保障量子点器件的光电特性与广泛应用的关键。本文以In Ga As/Ga As材料体系为基础,研究单层与多层量子点的可控生长,目的是为了获得高度均匀有效的量子点材料。本文的主要的研究内容为以下几点:1、基于Ga As与In As同质外延生长研究。获得了原子级平坦的Ga As（001）表面,并且确定了In Ga As量子点组分。然后,本文研究了单层量子点生长与量子点的组分、衬底温度之间的关系。发现量子点按照S-K生长模式正常生长成核形成3D量子点需要同时满足一定的组分与衬底温度条件,在特定组分下存在一个适合量子点生长温度区间,只有在温度区间内才能形成量子点。且适合生长量子点温度区间随着In组分的升高而扩大,当In组分过低（小于20%In组分）时无法有效地生成量子点。2、量子点的尺寸与密度决定了量子点的光电性质与应用范围。通过控制量子点生长的方式、沉积量以及生长退火条件等因素能有效地控制单层量子点在二维表面的尺寸与密度。研究表明在适合量子点生长的温度区间内,生长衬底温度越高量子点的尺寸越大;完成量子点生长后退火处理能有效的提高量子点的横向尺寸与高度并使量子点的密度下降。但是如果生长温度过低,退火不会使量子点密度下降而是会小幅上升。S-K生长模式适合生长高密度量子点,液滴外延模式适合生长低密度量子点。在液滴外延模式下金属束流的沉积量与无As压退火时间是决定量子点的形状、尺寸、密度的关键因素,通过采用间歇式的喷射金属In与Ga材料能有效地控制量子点的密度。此外,Ga液滴外延刻蚀形成了纳米孔洞,可作为量子点生长的模板使量子点会优先在纳米孔洞周围成核。3、在单层量子点生长工艺的基础上,研究了多层堆叠量子点结构的生长。发现在多层量子点结构中存在两种空间分布机制分别为量子点竖直成链与侧向成链。间隔层作为应力的传递媒介影响着多层量子点结构的空间分布机制,当间隔层厚度小时竖直成链,当间隔层厚度大时侧向成链。此外,间隔层厚度大小、间隔层退火工艺以及间隔层生长方式直接影响了力量子点的尺寸、形状与密度。通过控制间隔层能够有效地实现对多层量子点各项指标的控制。4、对于异质外延的自组装量子点而言,应力与应变分布情况直接关系到量子点系统的能带结构。本文对单层量子点在不同退火时间下的表面微观结构表征发现量子点内部应变能的释放在量子点中形成裂缝,外部的应力作用是量子点形状发生改变。此外,本文通过高分辨的STM表征量子点的表面微观结构首次发现了In0.5Ga0.5As量子点的侧向晶面为In As（137）面。通过对竖直成链与侧向成链的多层量子点结构中的间隔层表面应变的分析发现,表面应变场作用机制唯一决定了竖直成链,而表面应变场与表面形貌共同决定了量子点侧向成链的空间分布。
贾志刚[5]（2014）在《异质兼容集成微系统的实现途径与技术的研究》文中研究表明近十几年来,信息产业突飞猛进,现代光通信网面临着空前的挑战。光纤通信网的数据处理与收发模块中包含了大量的光电子器件,所以光电子器件直接影响着光纤通信网络的综合性能。为了提高现代光纤通信网络的性能,人们将光电子器件集成到了同一芯片中,即光电集成。光电集成技术使光通信系统趋于型化甚至微型化,即集成微系统。集成微系统的优点是很明显的：首先,体积小、重量轻,易于携带,可以更广泛地应用于航天、无线通信等领域；其次,集成微系统省去了原来分立的各个器件之间的连接与耦合,大大降低了系统的出错概率,提高了其稳定性；再次,集成微系统具有能耗低的优点。鉴于此,光电集成成为了光电子器件发展的大势所趋。本论文以单片光电集成为出发点,重点研究了实现异质兼容集成微系统的三种途径：GaAs/Si异变外延、InAs/GaAs自组织量子点、Ⅲ-Ⅴ族含硼半导体材料。论文的主要研究内容及创新点如下：1.针对GaAs/Si异变外延生长,系统地优化了传统两步法中低温GaAs成核层的生长温度、厚度及高温GaAs外延层的生长温度。进而提出了三步法,即在低温成核层（420℃）与高温外延层（685℃）之间插入一层中间温度层（630℃,300nm）。实验表明：三步法可以显着降低GaAs异变外延层的表面均方根（RMS）粗糙度,1.8μm的GaAs异变外延层的粗糙度由3.6nm降至2.6nm（扫描面积10×10μm）。进一步,结合循环退火,将粗糙度降至1.8nm,同时样品表面的腐蚀坑密度由108/cm2降低至106/cm2量级；2.利用三步法,在Si（100）衬底上生长出了InGaAs/GaAs应变双层结构,并利用自卷曲技术成功制备出了结构质量良好的Si基Ⅲ-Ⅴ族微米管阵列；3.深入开展了InAs/GaAs自组织量子点的MOCVD生长研究。优化了单层InAs/GaAs量子点的沉积速率,Ⅴ/Ⅲ比,生长温度,低温盖层厚度等关键参数。在此基础上,生长了多层的InAs/GaAs量子点,引入GaAs0.5P0.5应变补偿层,有效抑制了多层量子点的应变积累,使量子点的PL强度随着层数的增加而增加。此外,还利用InGaAs应变减少层使量子点发光波长红移；4.在GaAs/Si异变外延与量子点生长研究基础上,开展了Si基InAs/GaAs自组织量子点的初步生长探索。实验发现：在相同InAs沉积厚度的情况下,Si基InAs/GaAs量子点的尺寸大于GaAs基量子点,从而使量子点PL波长红移。此外,还将量子点插入Si基GaAs异变外延层阻挡穿透位错向上穿透,然而,新的位错会在量子点表面大岛处成核,使得样品表面腐蚀坑密度由106/cm2增加至107/cm2,所以仍需要进一步优化Si基量子点生长条件；5.相对于三元材料,含硼四元材料的晶格与能带能够更加灵活地调整,是实现单片集成的另一种可能途径。作为含硼四元材料研究的铺垫,BGaAs三元合金生长首先被研究：分别采用TMGa与TEGa两种Ga源来生长BGaAs三元合金,研究发现：使用TEGa可以在更低的生长温度下（500℃）获得质量良好的BGaAs合金,且可以使B组分由原来的3%提高到5%；6. BInGaAs/GaAs高应变多量子阱结构及光学性质研究：生长了In组分为0.35与0.4的InGaAs/GaAs高应变多量子阱,以及相应的BInGaAs/GaAs多量子阱,研究发现：在应变相同的条件下,BInGaAs/GaAs多量子阱发光波长更长,而对于发光波长相同的样品,BInGaAs/GaAs多量子阱的应变较低,可以生长得到结晶质量更好的样品；7.深入开展了BGaAsSb四元合金及BGaAsSb/GaAs多量子阱的生长实验。研究发现：B并入可以使得上述两种BGaAsSb材料中Sb的并入提高。经分析后认为：因Sb具有表面集聚效应,在生长锑化物（如GaAsSb）时,会有一部分Sb以液态金属的形式留在锑化物薄膜表面,阻碍了Sb元素并入至合金中。而B并入可以使得这种表面集聚现象减弱,从而使得Sb并入效率提高。
蒋杰[6]（2013）在《ZnO基合金薄膜及ZnCdO/ZnO量子阱的结构与光学性能研究》文中研究表明ZnO的禁带宽度为3.37eV和激子束缚能为60meV,是制备半导体发光二极管和激光器的理想材料。ZnO基器件设计的一个重要步骤是实现其能带调节从而制备量子阱结构。为实现ZnO的能带调节,ZnMgO、ZnCdO以及ZnSO等合金薄膜的制备尤为重要。通过Cd的合金化形成的ZnCdO薄膜可以实现ZnO的带边发光从紫外到蓝光甚至绿光波段范围内可调。因此,ZnCdO基异质结或量子阱结构是实现ZnO基光电器件应用必不可少的。本文采用脉冲激光沉积（PLD）的方法在石英衬底上制备了ZnO薄膜、ZnCdO、ZnSO和ZnNiO合金薄膜。通过优化试验参数得到平整的ZnO薄膜,带隙可调的ZnCdO和ZnSO合金薄膜,以及具有室温铁磁性的ZnNiO合金薄膜。然后我们采用PLD方法在蓝宝石衬底上制备了ZnCdO/ZnO量子阱结构。通过光致发光谱,我们研究了该结构的光学性能。1.采用PLD制备了高质量的ZnO薄膜、ZnCdO、ZnSO和ZnNiO合金薄膜。我们研究了衬底温度、沉积氧压和靶材等参数对薄膜的影响。通过改变靶材中Cd含量,制备得到的ZnCdO合金薄膜最高掺入9.6%的Cd而不改变晶相,并且使得ZnCdO的禁带宽度在室温下从2.88eV至3.26eV范围内可调。通过改变衬底温度,制备得到ZnSO合金薄膜最高掺入13.8%的S而不改变晶相,并且使得ZnSO的禁带宽度在室温下从3.11eV至3.26eV范围内可调。比较不同Ni含量ZnNiO薄膜和Na共掺ZnNiO薄膜,我们研究了其电学性能与磁学性能的关系。Ni含量为3at.%的ZnNiO薄膜样品,电学性能最佳,并具有室温铁磁性。通过对ZnNiO薄膜共掺Na,使得ZnNiO薄膜由n型向p型转变,同时,室温铁磁性显着增强,其矫顽力达100Oe,饱和磁化强度为0.08μB/atom。研究结果表明p型Na+有助于增强ZnNiO薄膜中的铁磁交换作用。2.制备了不同Cd含量ZnCdO/ZnO质结。通过XPS测试,计算得到ZnCd0.05O/ZnO和ZnCd0.1O/ZnO异质结中价带偏移量分别为0.06eV和0.2eV,并绘制了ZnCdO/ZnO异质结的能带图。在c面蓝宝石衬底上成功制备了一系列不同阱宽的高质量ZnCdO/ZnO量子阱结构。研究结果表明多量子阱的光学性能优于单量子阱。通过XRD,STEM,EDS线扫描等测试结果证明所制备的多量子阱结构具有周期性结构、晶体质量高和界面平整。变温PL谱中发光峰S型偏移是由激子局域化效应导致。我们提出了局域化激子随温度变化的行为模型,推算出ZnCdO/ZnO量子阱结构中势谷深度约为11meV。从低温到室温,在ZnCdO/ZnO多量子阱结构中都能观测到量子限域效应和量子限域斯塔克效应。结合一维有限深势阱模型,揭示了该结构中量子限域效应和量子限域斯塔克效应随阱宽变化的竞争关系并分析了激子在内建电场下随阱宽变化的发光机理。我们可以改变阱层宽度使其发光峰在室温下从2.90eV到3.085ev范围内可调。
张彬[7]（2010）在《InP基环形激光器的模拟和实验研究》文中进行了进一步梳理微环谐振器被认为是未来光子集成回路或者光子计算机的基础性单元,可以实现诸如激光器、放大器、探测器、光学通道陷波器（OCDFs）、光学分插复用器（OADMs）、开关、路由器、逻辑门、光存储器、延时线等多种光学器件。本文主要研究了环形激光器相关的滤波和双稳态理论,并研制了基于光学双稳态和滤波的InP基环形激光器,验证了相关理论结果。创新性工作主要包括以下几个方面:1使用有限元方法系统地研究了半导体光波导的单模条件和耦合系数的计算这两个基本问题,将传输矩阵方法中耦合参数与脊型波导的具体结构结合起来,很大程度上弥补了传输矩阵方法的不足。2在环形激光器的滤波理论方面,提出了基于Spice的电路模型,并举例说明了该模型在双环和多环谐振器方面的应用。提出了多环谐振器的综合方法,使用该方法可以从一定滤波特性参数出发,计算得到每个环之间的耦合系数,再根据耦合系数和器件尺寸的关系得到具体的器件尺寸,从而实现光学滤波器从性能特性到器件尺寸设计的一整套完整的解决方案。3在环形激光器的双稳态理论方面,使用非线性数学方法系统地计算了背散射参数变化对环形激光器工作分区的影响,环形激光器将呈现不同的非线性动力学行为,包括分岔和混沌。并从物理角度对引发这些复杂的非线性运动的原因进行了分析和计算。4系统地研究了完美匹配层边界条件和周期性边界条件下的有限时域差分方法（FDTD）,并将其用于环形滤波器的滤波特性和延时线特性的研究中,分析了单环、双环、多环滤波器的滤波特性以及无限长周期性结构的光子能带特性。5在器件研制方面,采用InP基InAlGaAs多量子阱激光器外延材料,利用感应耦合等离子体（ICP）干法刻蚀技术和聚酰亚胺介质平坦化工艺,研制了多量子阱半导体环形激光器样品。该器件通过加正偏压的环形结构谐振腔实现光激射,然后借助紧邻的直线波导耦合将光信号输出。使用扫描电子显微镜和原子力显微镜等多种测试手段证实了研制的激光器具有很好的性能,测试了其梳状滤波特性和双稳态特性,进一步验证了上面提出的环形激光器的滤波和双稳态理论。
吴兰[8]（2009）在《基于空间光调制器的非线性电光驱动电路的研制》文中指出自从上世纪八十年代以来,空间光调制器作为实时光学信息处理、光计算和光学神经网络等系统的关键器件,得到了迅速发展。特别是由于半导体加工工艺的提高,GaAs多量子阱空间光调制器凭借其响应快、调制比大、调制灰度高、功耗低等突出优点已成为光通信领域内的研究热点。驱动电路是保证多量子阱空间光调制器正确工作及良好工作性能的关键模块,因此设计制作与之匹配的低功耗、高性能的驱动电路对多量子阱空间光调制器的发展具有重要意义。针对多量子阱空间光调制器的应用需求,本文研制了一款64×64阵列256级调制灰度的多量子阱空间光调制器驱动芯片。主要研究内容如下：1、针对空间光调制器非线性反射谱线难以直接转换为对应的线性电信号的问题,提出了“软件预处理”的概念。采用软件拟合的方法将非线性光信号转换为线性电信号,在不占用硬件资源的情况下,较好的完成了光电信号的关系转换。并且具有易于更改,灵活性强的特点；可处理各种不同的反射谱线,增强了驱动电路的通用性。2、为了解决高分辨率驱动电压带来的像素面积过大的问题,提出了二次扫描积分的方法。该方法根据目标电压值将积分升压过程分解为二个不同时钟频率的处理过程,先大幅升压,再调节精度。在保持驱动电压分辨率不变的基础上,将一次扫描积分中像素单元面积减小了一半,同时还大大降低了时钟频率,减小了时钟频率过快带来的各种不良影响。3、通过对电流源开关网络开关噪声产生机理的深入分析,设计了一款新型的开关网络结构。该结构将开关对电容的噪声影响转移为对电流源MOS管控制栅的噪声影响,并将开关噪声的幅度有效的控制在电流源的误差允许范围内,从而成功的对积分电容进行噪声隔离,消除了MOS管开关的非理想特性对积分电压精度的影响。该结构在保持电路结构简单、功耗低的同时,提高了输出精度。4、设计了一款与温度、电源无关的带隙基准电流源。该电流源利用三极管自身的正、负温度特性,产生一个与温度无关的参考电压；并使用运算放大器构成负反馈环路提高电源抑制比,从而使输出电压与电源电压无关；通过外置电阻最大程度的减小基准电流受温度的影响。测试结果表明该电流源的温度系数为8.7×10-6/℃,在2.6V-4V的电源电压下均能正常工作,达到了系统要求。5、通过对4×4阵列电流放大法驱动电路、2×4阵列电阻放大法驱动电路的设计、仿真、投片及测试,对驱动电路像素单元的结构、性能及精度进行了深入分析。进一步改进电路结构,最终完成了64×64像素阵列驱动芯片的投片及测试。芯片测试结果表明,芯片具有较好的工作性能,其驱动电压摆幅接近于0-VDD,驱动电压分辨率可调,最高可达256级。在50MHz的时钟频率下,帧速可达到20K／s。像素单元的版图面积仅为65μm×65μm,能够与多量子阱空间光调制器倒装在一起,满足多量子阱空间光调制器对驱动电路的各种要求。
安宇鹏[9]（2009）在《光集成中等离子诱导与无杂质空位量子阱混杂技术的研究》文中研究说明半导体光集成技术能在同一基片上实现具有多种带隙的有源器件和无源器件的组合,这使其在器件集成占有非常重要的地位。其中量子阱混杂技术具有方法简单,易于实现,选择性强等特点,在光集成领域有着广阔的应用前景。量子阱混杂技术中的关键问题是对点缺陷移动的控制。本文研究了等离子增强混杂和无杂质空位扩散方法中点缺陷移动的关键性问题。分析了量子阱扩散的理论模型。得出V族元素和III族元素的扩散长度影响量子阱混杂过程。有利于优化量子阱混杂工艺。设计了偏振光致发光光谱的光学系统。首次在InGaAs/InP单量子阱结构的等离子增强混杂和无杂质空位扩散中,利用这个光学系统产生的偏振光光谱再加以理论分析,获得V族元素和III族元素的扩散长度,对于量子阱混杂过程中点缺陷移动的研究是十分有利的。首次引入材料顶层和绝缘层交界面处的内建电场这一理论,研究在InGaAs/InP单量子阱结构中等离子增强混杂和无杂质空位扩散中点缺陷的移动过程。利用无杂质空位扩散的方法制作了InGaAsP/InP和InGaAlAs/InP多量子阱结构的无源光器件与有源光器件的集成,并表征其性能。本文通过以上四个方面的工作,较为系统的研究了等离子增强混杂和无杂质空位扩散方法中点缺陷移动的关键性问题,为量子阱混杂技术的研究提供了实验依据与理论参考。
于弋川[10]（2007）在《高速半导体电吸收光调制器与MSM光探测器研究》文中认为由于信息时代对信息的需求呈爆炸式增长，特别是因特网对全社会信息需求的推动作用，信息网内信息传送量的增长速度远远超过了“摩尔定律”。在市场需求的推动下，光通信因为带宽大、可靠性高、成本低、抗干扰能力强等特点，向高速、大容量方向取得了飞速的发展。目前基于电的时分复用光传输商用系统已从45Mb／s增加到40Gb／s，并正在向超高速系统（＞40Gb／s）发展。在时分复用光通信技术中，核心的研究内容是实现高速电信号对光载波调制的高速光调制器的研制以及系统接收机中高速光探测器的研究。作为当前国际上主流的研究对象，半导体电吸收光调制器具有体积小，功耗低，可与半导体激光器集成等优点，因此，为适合下一代数字光通信系统的需要，当数据传输速率高达40Gb／s以上时，多选用激光—电吸收调制器集成器件作为光发射机的核心。在另一方面，MSM光探测器因其制作容易、低暗电流、大带宽灵敏度积，以及易于与电路芯片集成等特点，已成为高速光通信接收器中的重要元件。本文主要在理论上研究、优化设计并测试了高速半导体电吸收光调制器。光调制器的-3dB带宽达到100GHz；调制器的微波反射参数S11在0～60GHz频率范围内始终低于-12dB；当信号传输速度为50Gb／s、驱动电压的峰峰值Vp-p为3V时，电吸收光调制器的动态消光比达到了10.7dB。调制器优异的性能基于以下设计：针对调制器的高消光比和低驱动电压要求，优化设计了对1550nm波长光波段具有高电吸收系数的InGaAsP／InGaAsP多量子阱材料；针对调制器的高消光比和低插入损耗要求，优化设计了调制器光波导结构，实现了调制器光限制因子的提高以及器件与单模光纤之间光耦合效率的改善；提出并优化设计了光调制器分段式行波电极结构，同时实现了器件工作带宽的提高和器件与微波信号源阻抗匹配性能的改善。基于高速半导体电吸收光调制器，我们首次提出并完成了传输速度为80Gb／s的电时分复用光发射机的研究和实验；通过对理论和实验结果的分析，我们研究了温度对高速电吸收光调制器工作状态的影响，提出并实验验证了可通过优化驱动电压的方法来实现非冷却下高速光调制器在大温度范围内的正常工作。利用高速半导体电吸收调制器可以同时实现光电-电光转换的优点，我们将非对称法布里—珀罗型电吸收光调制器模块作为光收发器应用在全双工光纤无线系统中，提出并实验验证了上下行链路共用一个波长光载波的系统方案；通过对系统传递函数的非线性分析，模拟了系统的动态范围特性，并结合模拟结果在实验中通过优化运行参数对系统内副载波信号的互调失真进行了抑制。此外，本文也对Si基MSM光探测器的模拟设计方法进行了研究。基于半导体物理的基本微分方程，采用有限差分方法对Si基MSM光探测器进行了二维分析，模拟了器件中载流子的二维分布以及探测器的光电直流特性和瞬态响应特性；以对探测器瞬态响应分析得到的结论为基础，开展了针对探测器响应时间与响应率的二维结构分析，得到了优化的Si基MSM光探测器结构。
二、Two-Dimensional GaAs/AlGaAs Multiple Quantum Well Spatial Light Modulators（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、Two-Dimensional GaAs/AlGaAs Multiple Quantum Well Spatial Light Modulators（论文提纲范文）
（1）扩展传输距离的V型腔可调谐激光器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光器高速调制技术 |
| 1.2.1 直接调制 |
| 1.2.2 电吸收调制 |
| 1.2.3 马赫曾德调制 |
| 1.3 激光器和马赫曾德调制器单片集成(ILMZ)研究现状 |
| 1.4 啁啾管理激光器(CML)研究现状 |
| 1.5 本论文的章节安排 |
| 1.6 本论文主要创新点 |
| 2 激光诱导量子阱混杂的V型腔激光器 |
| 2.1 量子阱混合技术概述 |
| 2.1.1 量子阱混合的原理 |
| 2.1.2 量子阱混合实现方法 |
| 2.2 准分子激光诱导的量子阱混杂技术 |
| 2.2.1 实验步骤 |
| 2.2.2 实验结果和讨论 |
| 2.3 基于紫外光诱导量子阱混合技术的Ⅴ型腔半导体激光器 |
| 2.3.1 Ⅴ型腔激光器原理 |
| 2.3.2 基于量子阱混杂的Ⅴ型腔激光器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 长距离传输的马赫曾德外调制Ⅴ型腔激光器 |
| 3.1 单片集成平台介绍 |
| 3.2 光子芯片外延结构设计 |
| 3.3 光子芯片分立器件设计 |
| 3.3.1 Ⅴ型腔可调谐半导体激光器 |
| 3.3.2 马赫曾德调制器 |
| 3.3.3 MMI&波导 |
| 3.3.4 传输波导 |
| 3.4 基于OQW的V型腔激光器和马赫曾德调制器的光子芯片 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 传输距离扩展的啁啾管理V型腔激光器 |
| 4.1 啁啾及啁啾管理概述 |
| 4.1.1 啁啾 |
| 4.1.2 啁啾管理激光器(CML) |
| 4.2 直接调制Ⅴ型腔激光器的啁啾管理 |
| 4.3 基于啁啾管理的直接调制V型腔激光器在远距离高速传输中的应用 |
| 4.3.1 测试系统介绍 |
| 4.3.2 测试结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 博士在读期间发表论文情况 |
（2）空间光调制器及其在空间光通信中的应用（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 逆向调制型自由空间激光通信的工作原理 |
| 3 量子阱电吸收空间光调制器及光通信应用 |
| 4 空间光调制器的新技术 |
| 5 结论 |
（3）InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 应变、应变补偿量子阱及能带理论 |
| 1.3 半导体激光器的基本原理和理论参数 |
| 1.3.1 粒子数反转和光增益 |
| 1.3.2 阈值条件和增益分布 |
| 1.3.3 激光谐振腔 |
| 1.4 半导体激光器光电特性及主要参数 |
| 1.4.1 半导体激光器的量子效率 |
| 1.4.2 量子阱激光器的阈值电流密度，特征温度的分析 |
| 1.5 量子阱激光器In GaAs阱层/GaAsP垒层的界面结构 |
| 1.5.1 温度对生长In GaAs/GaAsP界面结构的影响 |
| 1.5.2 势垒高度对In GaAs/GaAsP界面结构及载流子输运的影响 |
| 1.5.3 不同偏角的GaAs衬底对InGaAs/Ga AsP界面结构的影响 |
| 1.6 选题意义和研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 半导体材料的制备与表征 |
| 2.0 引言 |
| 2.1 外延材料的制备 |
| 2.2 半导体材料的表征手段 |
| 2.2.1 高分辨X射线衍射仪 |
| 2.2.2 半导体光致发光 |
| 2.2.3 原子力显微镜 |
| 2.2.4 拉曼光谱 |
| 2.2.5 其它表征手段 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 温度对应变补偿量子阱中阱/垒界面结构的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 In GaAs/GaAsP多量子阱的制备与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 HRXRD与表面反射率分析 |
| 3.3.2 AFM表面形貌分析 |
| 3.3.3 SIMS界面分析 |
| 3.3.4 PL光谱分析 |
| 3.3.5 I–V曲线电学特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 势垒高度对In GaAs/GaAsP多量子阱载流子的传输的影响及光电性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 量子阱材料的生长、器件制备与性能测试 |
| 4.2.1 量子阱材料的生长 |
| 4.2.2 器件制备 |
| 4.2.3 性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 HRXRD分析 |
| 4.3.2 表面反射率分析 |
| 4.3.3 AFM表面形貌分析 |
| 4.3.4 PL光谱分析 |
| 4.3.5 拉曼光谱分析 |
| 4.3.6 理论仿真分析 |
| 4.3.7 激光器件分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 衬底偏角对In GaAs/GaAsP多量子阱的光致发光以及结构性质的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 量子阱材料的制备与表征 |
| 5.2.1 量子阱材料的制备 |
| 5.2.2 性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 HRXRD与表面反射率分析 |
| 5.3.2 拉曼光谱分析 |
| 5.3.3 AFM表面形貌分析 |
| 5.3.4 变温PL光谱分析 |
| 5.4 本章结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 博士学位论文独创性说明 |
| 攻读博士期间取得的科研成果 |
| 发表的论文 |
| 申请专利 |
| 致谢 |
（4）InGaAs量子点可控生长研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 低维半导体材料简介 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 超晶格与量子阱材料 |
| 1.1.3 量子线与量子点材料 |
| 1.2 量子点器件发展与应用 |
| 1.3 III/V族量子点材料国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究意义 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 实验仪器与研究基础 |
| 2.1 分子束外延-扫描隧道显微镜联合系统 |
| 2.1.1 分子束外延设备与技术特点 |
| 2.1.2 固体源分子束外延生长过程与关键因素 |
| 2.1.3 扫描探针显微镜 |
| 2.3 半导体材料生长机制 |
| 2.3.1 三种经典生长模式 |
| 2.3.2 熟化理论 |
| 2.3.3 异质外延生长模式 |
| 2.4 实验研究基础 |
| 2.4.1 GaAs（001）同质外延生长、表面形貌与重构 |
| 2.4.2 In As（001）同质外延生长、表面形貌与重构 |
| 2.4.3 In0.14Ga0.86As/GaAs异质外延薄膜 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章单层InGaAs量子点可控制生长 |
| 3.1 单层量子点生长工艺 |
| 3.1.1 S-K生长模式自组装与液滴外延生长模式自组装 |
| 3.1.2 衬底温度与组份对量子点形成的影响 |
| 3.1.3 表面形貌对量子点形成的影响 |
| 3.1.4 衬底温度、退火时间对液滴法量子点生长的影响 |
| 3.2 量子点尺寸的控制 |
| 3.2.1 衬底温度与量子点尺寸的关系 |
| 3.2.2 退火与量子点尺寸的关系 |
| 3.3 量子点密度的控制 |
| 3.3.1 高密度量子点（生长方式、沉积量） |
| 3.3.2 低密度量子点生长 |
| 3.4 液滴外延刻蚀法生长量子点 |
| 3.4.1 Ga液滴刻蚀模板 |
| 3.4.2 基于Ga液滴刻蚀模板生长量子点 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 多层InGaAs量子点可控制生长 |
| 4.1 多层量子点生长工艺 |
| 4.2 量子点空间分布调控 |
| 4.2.1 多层堆叠量子点顶层形貌演变 |
| 4.2.2 间隔层对多层量子点空间分布影响 |
| 4.2.3 竖直成链与侧向成链分布量子点 |
| 4.3 量子点层几何特征的控制 |
| 4.3.1 量子点尺寸与高度 |
| 4.3.2 量子点的形状 |
| 4.4 量子点层的密度与均匀性 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 量子点材料的应变研究 |
| 5.1 量子点应变理论与实验研究 |
| 5.2 单层量子点表面应变 |
| 5.2.1 量子点生长过程 |
| 5.2.2 量子点退火中的表面应变 |
| 5.2.3 量子点表面微观形貌 |
| 5.2.4 量子点的退化 |
| 5.3 多层量子点结构中应变分析 |
| 5.3.1 竖直成链多层量子点间隔层应变场 |
| 5.3.2 侧向成链多层量子点间隔层应变场 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文情况 |
（5）异质兼容集成微系统的实现途径与技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 光波导与无源器件 |
| 1.1.2 有源光器件 |
| 1.1.3 光电集成 |
| 1.2 研究内容及意义 |
| 1.3 论文内容构架 |
| 参考文献 |
| 第二章 半导体材料的制备与表征 |
| 2.1 金属有机化学气相沉积(MOCVD) |
| 2.2 半导体材料的表征手段 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 光致发光(PL) |
| 2.2.3 原子力显微镜(AFM) |
| 2.2.4 其它表征手段 |
| 2.3 半导体材料表征实例 |
| 2.3.1 三元材料应变及组分的确定 |
| 2.3.2 四元材料组分的确定 |
| 2.3.3 半导体薄膜厚度及生长速率的确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 GaAs/Si大失配异变外延 |
| 3.1 传统两步法(Two-step method) |
| 3.2 低温GaAs缓冲层的优化 |
| 3.3 三步法 |
| 3.4 循环退火 |
| 3.5 应变超晶格对异变GaAs外延层的影响 |
| 3.6 利用GaAs/Si异变外延结构制备自卷曲微米管 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 InAs/GaAs自组织量子点 |
| 4.1 量子点概述 |
| 4.2 量子点的制备 |
| 4.3 单层InAs/GaAs量子点生长与性能优化 |
| 4.3.1 InAs沉积速率 |
| 4.3.2 Ⅴ/Ⅲ比 |
| 4.3.3 InAs生长温度 |
| 4.4 多层量子点生长研究 |
| 4.4.1 低温GaAs盖层 |
| 4.4.2 InGaAs应变减少层 |
| 4.4.3 GaAsP应变补偿层 |
| 4.5 Si基异变InAs/GaAs量子点的探索 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Ⅲ-Ⅴ族含硼材料的实验研究 |
| 5.1 BGaAs三元材料 |
| 5.2 BInGaAs四元材料及BInGaAs/GaAs应变多量子阱 |
| 5.3 BGaAsSb四元材料及BGaAsSb/GaAs多量子阱 |
| 5.3.1 B并入对于GaAsSb厚层生长的影响 |
| 5.3.2 B并入对GaAsSb/GaAs MQW结构应变及光学性质的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 缩略词汇 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文及申请专利 |
（6）ZnO基合金薄膜及ZnCdO/ZnO量子阱的结构与光学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 znO基合金半导体 |
| 2.1.1 ZnO能带工程 |
| 2.1.2 ZnMgO合金半导体 |
| 2.1.3 ZnCdO合金半导体 |
| 2.1.4 ZnSO合金半导体 |
| 2.2 ZnO基稀磁半导体 |
| 2.2.1 ZnO基稀磁半导体中磁性来源及机理 |
| 2.2.2 ZnO稀磁半导体研究进展 |
| 2.3 半导体超晶格与量子阱 |
| 2.3.1 量子阱与超晶格基本概念 |
| 2.3.2 超晶格与量子阱的制备方法 |
| 2.3.3 超晶格与量子阱中的物理基础 |
| 2.3.4 超晶格与量子阱中的物理效应 |
| 2.4 ZnO基量子阱的应用及研究进展 |
| 2.4.1 半导体激光器 |
| 2.4.2 半导体发光二极管 |
| 第三章 脉冲激光沉积原理和实验过程 |
| 3.1 脉冲激光沉积概述 |
| 3.2 脉冲激光沉积原理 |
| 3.2.1 激光与靶材相互作用及等离子体产生 |
| 3.2.2 等离子体的膨胀 |
| 3.2.3 衬底上沉积薄膜 |
| 3.3 实验工艺过程 |
| 3.3.1 靶材制备 |
| 3.3.2 衬底清洗 |
| 3.3.3 薄膜制备过程 |
| 3.3.4 薄膜测试与表征 |
| 第四章 ZnO薄膜的生长及其性能研究 |
| 4.1 Zn0薄膜制备方法与检验方法 |
| 4.2 沉积氧压对ZnO薄膜晶体质量的影响 |
| 4.3 衬底温度对ZnO薄膜晶体质量的影响 |
| 4.4 激光能量、激光频率、靶距等其他元素对ZnO薄膜晶体质量的影响 |
| 4.5 ZnO薄膜的光学性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 ZnCdO合金薄膜的生长及其性能研究 |
| 5.1 ZnCdO薄膜制备方法与检验方法 |
| 5.2 衬底温度对ZnCdO薄膜性能的影响 |
| 5.3 沉积氧压对ZnCdO薄膜性能的影响 |
| 5.4 不同Cd含量对ZnCdO薄膜性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 ZnSO合金薄膜的生长及其性能研究 |
| 6.1 ZnSO薄膜制备方法与检验方法 |
| 6.2 衬底温度对ZnSO薄膜性能的影响 |
| 6.3 沉积氧压对ZnSO薄膜性能的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 ZnNiO合金薄膜及Na掺杂ZnNiO稀磁半导体研究 |
| 7.1 不同Ni含量ZnNiO薄膜生长 |
| 7.1.1 不同Ni含量ZnNiO薄膜制备方法与检验方法 |
| 7.1.2 不同Ni含量ZnNiO薄膜形貌结构的研究 |
| 7.1.3 不同Ni合量ZnNiO薄膜光学性能的研究 |
| 7.1.4 不同Ni含量ZnNiO薄膜电学性能的研究 |
| 7.1.5 不同Ni含量ZnNiO薄膜磁学性能的研究 |
| 7.2 Na掺杂ZnNiO稀磁半导体的研究 |
| 7.2.1 Na掺杂ZnNiO薄膜制备方法与检验方法 |
| 7.2.2 Na掺杂ZnNiO薄膜形貌结构的研究 |
| 7.2.3 Na掺杂ZnNiO薄膜电学性能和光学性能的研究 |
| 7.2.4 Na掺杂ZnNiO薄膜磁学性能的研究 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 ZnCdO/ZnO量子阱结构生长及发光机理 |
| 8.1 生长参数对ZnO薄膜表面粗糙度的影响 |
| 8.2 ZnO薄膜与蓝宝石衬底的外延关系 |
| 8.3 ZnCdO/ZnO异质结能带图 |
| 8.4 ZnCdO/ZnO量子阱结构的制备方法与检测方法 |
| 8.5 ZnCdO/ZnO单量子阱与多量子阱比较 |
| 8.6 ZnCdO/ZnO多量子阱的结构 |
| 8.7 量子限域效应 |
| 8.8 激子局域化效应 |
| 8.9 激子能量和量子限域斯塔克效应 |
| 8.10 本章小结 |
| 第九章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
（7）InP基环形激光器的模拟和实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 半导体环形激光器概述 |
| 1.1 半导体环形激光器的研究背景和现状 |
| 1.1.1 半导体环形激光器的研究背景 |
| 1.1.2 其他应用领域 |
| 1.2 国内研究进展 |
| 1.3 本课题的研究意义 |
| 1.4 本论文的组织结构 |
| 第二章 光波导模式分析 |
| 2.1 光波导全反射光束缚原理 |
| 2.2 光波导的模式分析方法 |
| 2.3 脊型波导的单模条件 |
| 2.3.1 SOI 基波导的单模条件 |
| 2.3.2 InP 基波导的单模条件 |
| 2.4 损耗 |
| 2.5 耦合 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 环形激光器的滤波理论 |
| 3.1 半导体环形谐振器的滤波原理 |
| 3.1.1 四端口单环谐振器的结构 |
| 3.1.2 单环全通结构 |
| 3.2 环形谐振器的特征参数 |
| 3.2.1 谐振线宽 |
| 3.2.2 自由光谱区 FSR |
| 3.2.3 光谱精细度finesse |
| 3.2.4 品质因子Q |
| 3.2.5 强度增强因子 |
| 3.3 基于Spice 的微环光学谐振器模型 |
| 3.3.1 环形光学谐振器Spice 模型的建立 |
| 3.3.2 模型的应用举例 |
| 3.3.3 半导体环形谐振器的综合方法 |
| 3.4 环形谐振器的有限时域差分方法(FDTD) |
| 3.4.1 Ye 网格算法 |
| 3.4.2 完美匹配层(PML)边界条件(ABC) |
| 3.4.3 FDTD 算法在环形谐振器中的应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 环形激光器的双稳态理论 |
| 4.1 环形激光器的双稳态现象 |
| 4.1.1 电学双稳态现象 |
| 4.1.2 光学双稳态现象 |
| 4.2 描述环形激光器行为的光子速率方程 |
| 4.3 环形激光器的光学双稳态理论 |
| 4.3.1 环形激光器的Simulink 模型 |
| 4.3.2 环形激光器光学双稳态特性的二维相图解释 |
| 4.4 半导体环形激光器的电学双稳态理论 |
| 4.4.1 双模式非线性模型 |
| 4.4.2 非线性数值分析 |
| 4.4.3 电学双稳态的分区特性 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 InP 基环形激光器的设计和制备 |
| 5.1 量子阱材料系统的设计和制备 |
| 5.1.1 器件结构和材料成分的选择 |
| 5.1.2 量子阱宽度和数目的选择 |
| 5.1.3 多量子阱材料的性能测试 |
| 5.2 环形激光器的几何结构的设计 |
| 5.3 环形激光器的版图设计 |
| 5.4 电子束光刻 |
| 5.5 各向异性干法刻蚀 |
| 5.6 电极的制备 |
| 5.7 InP 基的环形激光器的工艺步骤 |
| 5.8 器件显微测试 |
| 5.9 测试结果和性能分析 |
| 5.10 本章小结 |
| 第六章 环形谐振器的调制和延时理论 |
| 6.1 环形谐振器的调制理论模型 |
| 6.1.1 电光调制理论模型 |
| 6.1.2 全光转换理论模型 |
| 6.2 半导体环形谐振器的延时理论模型 |
| 6.2.1 布洛赫分析 |
| 6.2.2 周期性边界条件下的FDTD 算法 |
| 6.2.3 非线性传输特性 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）基于空间光调制器的非线性电光驱动电路的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 多量子阱空间光调制器的发展 |
| 1.2 多量子阱空间光调制器的驱动电路的研究目的及发展现状 |
| 1.3 驱动电路的实现工艺 |
| 1.4 驱动电路芯片的封装技术 |
| 1.5 课题来源及论文主要内容 |
| 1.6 论文的组织结构 |
| 2 多量子阱空间光调制器及其驱动电路的工作原理 |
| 2.1 多量子阱空间光调制器的工作原理 |
| 2.2 多量子阱空间光调制器的研制方法 |
| 2.3 驱动电路的工作原理 |
| 2.4 驱动电路的性能参数 |
| 2.4.1 阵列尺寸 |
| 2.4.2 像素尺寸(像素中心距) |
| 2.4.3 最大帧扫描速度 |
| 2.4.4 单个像素的响应速度 |
| 2.4.5 功耗 |
| 2.4.6 驱动电压分辨率 |
| 2.4.7 驱动电压摆幅 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 驱动电路的设计思想及其非线性电光处理 |
| 3.1 MQW SLM的电学性能与等效模型 |
| 3.2 应用于MQW SLM的驱动电路的设计 |
| 3.3 MQW SLM的非线性电光处理 |
| 3.3.1 一次计数直接拟合法预处理单元 |
| 3.3.2 二次计数逐步接近拟合法预处理单元 |
| 3.4 小结 |
| 4 电流放大法的驱动芯片研制 |
| 4.1 驱动电路的设计思想 |
| 4.2 驱动电路的模块化设计 |
| 4.2.1 像素单元的设计 |
| 4.2.2 行列地址单元 |
| 4.2.3 控制单元 |
| 4.2.4 十六选一开关电路 |
| 4.2.5 基准电流源 |
| 4.3 驱动电路的时序与仿真 |
| 4.3.1 驱动电路的时序 |
| 4.3.2 驱动电路的仿真 |
| 4.4 驱动电路的版图设计 |
| 4.4.1 像素单元的版图设计 |
| 4.4.2 控制单元和行列地址单元的版图设计 |
| 4.4.3 基准电流源的版图设计 |
| 4.4.4 整体电路的版图设计 |
| 4.5 驱动电路的芯片测试 |
| 4.5.1 静电防护 |
| 4.5.2 芯片测试工具 |
| 4.5.3 测试结果及分析 |
| 4.6 小结 |
| 5 电阻放大法的驱动芯片研制 |
| 5.1 驱动电路的设计思想 |
| 5.2 驱动电路的模块化设计 |
| 5.2.1 像素单元的设计 |
| 5.2.2 行列地址的设计 |
| 5.2.3 控制电路 |
| 5.2.4 带隙基准电流源 |
| 5.3 驱动电路的时序与仿真 |
| 5.3.1 驱动电路的时序 |
| 5.3.2 驱动电路的仿真 |
| 5.4 驱动电路的版图设计 |
| 5.4.1 像素单元的版图设计 |
| 5.4.2 控制单元和行列地址单元的版图设计 |
| 5.4.3 基准电流源的版图设计 |
| 5.4.4 整体电路的版图设计 |
| 5.5 驱动电路的芯片测试 |
| 5.5.1 芯片封装 |
| 5.5.2 测试的主要内容 |
| 5.5.3 测试结果及分析 |
| 5.6 小结 |
| 6 二次扫描积分法的驱动芯片研制 |
| 6.1 驱动电路的设计思想 |
| 6.2 驱动电路的模块化设计 |
| 6.2.1 像素单元的电路设计 |
| 6.2.2 单元电路的功耗优化和面积优化设计 |
| 6.2.3 行列地址的设计 |
| 6.2.4 外围数字电路 |
| 6.3 驱动电路的时序与仿真 |
| 6.3.1 驱动电路的时序 |
| 6.3.2 驱动电路的仿真 |
| 6.4 64×64驱动电路的版图设计 |
| 6.4.1 驱动电路与多量子阱空间光调制器的物理接口 |
| 6.4.2 驱动电路的版图布局 |
| 6.4.3 驱动电路像素阵列的版图设计 |
| 6.4.4 版图验证 |
| 6.4.5 测试版的版图设计 |
| 6.5 二次扫描积分法的驱动芯片测试 |
| 6.5.1 芯片封装 |
| 6.5.2 测试的主要内容 |
| 6.5.3 测试方法 |
| 6.5.4 测试结果及分析 |
| 6.6 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 7.3.1 性能上的改进 |
| 7.3.2 功能上的改进 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发明专利 |
| 攻读博士期间发表文章 |
（9）光集成中等离子诱导与无杂质空位量子阱混杂技术的研究（论文提纲范文）
| 提要 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光集成简介 |
| 1.2 单片光集成技术 |
| 1.3 光集成的实现方法 |
| 1.4 本论文的工作及创新点 |
| 1.5 论文纲要 |
| 第2章 量子阱混杂类型 |
| 2.1 无杂质空位扩散(impurity-free vacancy disordering,IFVD) |
| 2.2 杂质诱导扩散(impurity induced disordering,IID) |
| 2.3 激光诱导扩散(laser induced disordering ,LID) |
| 2.4 等离子诱导量子阱混杂(plasma induced disordering) |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 量子阱混杂技术理论模型 |
| 3.1 量子阱混杂机制简介 |
| 3.2 A_xB_(1-x)C 系统的扩散 |
| 3.3 A_xB_(1-x)C_yD_(1-y)扩散系统 |
| 3.3.1 A_xB_(1-x)C_yD_(1-y) 系统中仅有 III 族元素扩散的情况 |
| 3.3.2 A_xB_(1-x)C_yD_(1-y) 中的 III 族和 V 族元素互混的情况 |
| 3.3.3 A_xB_(1-x)C_yD_(1-y) 系统中 V 族元素扩散的情况 |
| 3.4 A_xB_(1-x)C_yD_(1-y)系统的理论模型 |
| 3.4.1 扩散长度相同的互混(LdIII = LdV; k=1) |
| 3.4.2 扩散长度不相同的互混(LdIII ≠LdV; k≠1) |
| 3.5 量子阱扩散的理论计算过程 |
| 3.5.1 坐标系下的扩散计算 |
| 3.5.2 扩散后的成分包络 |
| 3.5.3 扩散后的势能分布 |
| 3.5.4 扩散量子阱的数值计算 |
| 3.5.5 InxGa1-xAsyP1-y 系统的材料参数 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于 InGaAs/InP 单量子阱结构的等离子诱导混杂和 无杂质空位混杂中点缺陷扩散过程的研究 |
| 4.1 InGaAs/InP 单量子阱结构等离子刻蚀过程优化 |
| 4.2 InGaAs/InP 单量子阱结构快速热退火过程优化 |
| 4.3 InGaAs/InP 单量子阱结构的绝缘层沉积过程优化 |
| 4.4 在 InGaAs/InP 单量子阱结构应用偏振光致发光光谱研究等离子 增强混杂中点缺陷的移动 |
| 4.4.1 偏振光致发光光谱方法概述 |
| 4.4.2 利用偏振光致发光技术分析内建电场对点缺陷的影响 |
| 4.4.4 利用偏振光致发光技术分析等离子轰击过程对点缺陷的影响 |
| 4.5 在 InGaAs/InP 单量子阱结构应用偏振光致发光光谱研究无杂质 空位扩散中点缺陷的移动 |
| 4.5.1 利用偏振光致发光技术研究不同绝缘盖层对点缺陷的影响 |
| 4.5.2 利用偏振光致发光技术研究内建电场对点缺陷移动的影响 |
| 4.6 在InGaAs/InP 多量子阱结构中其他参量对无杂质空位扩散的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 InGaAs/InP 与 InGaAlAs/InP 多量子阱结构的多模干 涉器与电吸收调制器的单片集成 |
| 5.1 InGaAsP/InP 多量子阱结构的等离子增强化学气相沉积过程优化 |
| 5.2 InGaAsP/InP 多量子阱结构的绝缘层的反应离子刻蚀过程优化 |
| 5.3 InGaAsP/InP 多量子阱结构的多模干涉仪 ( Multimode Interferometer, MMI)制作 |
| 5.4 InGaAsP/InP 多量子阱结构的多模干涉器与电吸收调制器的制作 |
| 5.5 InGaAsP/InP 与 InGaAlAs/InP 多量子阱结构集成器件的表征 |
| 5.5.1 InGaAs/InP 与InGaAlAs/InP 多量子阱结构的多模干涉器的表征 |
| 5.5.2 InGaAs/InP 与InGaAlAs/InP 多量子阱结构混杂直波导的表征 |
| 5.5.3 InGaAs/InP 与InGaAlAs/InP 多量子阱结构电吸收调制器的表征 |
| 5.5.4 InGaAs/InP 与InGaAlAs/InP 多量子阱结构“有源”部分确定的损耗 |
| 5.5.5 InGaAs/InP 与InGaAlAs/InP 多量子阱结构MMI + EAMs 的表征 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
（10）高速半导体电吸收光调制器与MSM光探测器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高速光调制技术的研究概况 |
| 1.3 高速光探测器的研究概况 |
| 1.4 本研究的主要目标 |
| 1.5 本论文的组织结构 |
| 第二章 半导体量子阱材料研究与设计 |
| 2.1 量子限制Stark效应(QCSE) |
| 2.2 半导体电吸收光调制器的量子阱材料设计目标 |
| 2.3 量子阱材料特性的模拟与设计 |
| 2.3.1 应用传输矩阵方法求解薛定愕方程 |
| 2.3.2 InGaAsP/InGaAsP量子阱材料的模拟与设计 |
| 2.3.2.1 量子阱深度对基态激子吸收能量和基态吸收峰强度的影响 |
| 2.3.2.2 量子阱宽度对基态激子吸收能量和基态吸收峰强度的影响 |
| 2.3.2.3 InGaAsP/InGaAsP量子阱材料的优化设计 |
| 第三章 半导体电吸收光调制器的光波导结构设计 |
| 3.1 电吸收光调制器的光波导结构设计概况 |
| 3.2 光波导模拟的束传播方法(BPM) |
| 3.2.1 近轴近似下的束传播方法 |
| 3.2.2 边界条件和数值求解方法 |
| 3.2.3 矢量束传播方法 |
| 3.3 电吸收光调制器光波导结构的模拟与分析 |
| 3.3.1 电吸收调制器基本光波导结构和设计参数 |
| 3.3.2 电吸收调制器光波导结构的三维半矢量束传播方法计算实例 |
| 3.3.3 电吸收调制器光波导结构分析和优化设计 |
| 第四章 高速半导体电吸收光调制器的行波电极设计 |
| 4.1 半导体电吸收光调制器的行波电极结构 |
| 4.2 半导体电吸收光调制器的等效电路模型 |
| 4.3 电吸收光调制器等效电路中各元器件电学参数的测定 |
| 4.4 采用分段式行波电极结构的电吸收光调制器微波特性分析和优化设计 |
| 4.4.1 采用分段式行波电极结构的电吸收光调制器微波特性分析 |
| 4.4.1.1 有源调制部分传输线的长度改变对电吸收光调制器微波特性的影响 |
| 4.4.1.2 无源部分传输线的长度改变对分段式行波电极结构微波特性的影响 |
| 4.4.1.3 匹配负载R_L的阻值大小对分段式行波电极结构微波特性的影响 |
| 4.4.2 电吸收光调制器频率响应特性的优化设计 |
| 4.4.2.1 高速电吸收光调制器设计—调制器有效总长160μm，结构Ⅰ |
| 4.4.2.2 高速电吸收光调制器设计—调制器有效总长160μm，结构Ⅱ |
| 4.4.2.3 高速电吸收光调制器设计—调制器有效总长210μm |
| 第五章 高速半导体电吸收光调制器的性能测试及系统实验 |
| 5.1 高速半导体电吸收光调制器的结构 |
| 5.2 高速半导体电吸收光调制器的性能测试结果 |
| 5.2.1 光调制器的插入损耗与静态消光比特性 |
| 5.2.2 光调制器的微波小信号特性 |
| 5.3 应用高速电吸收光调制器的光传输系统实验 |
| 5.3.1 50Gb/s光传输实验 |
| 5.3.2 80Gb/s光传输实验 |
| 5.4 温度对高速电吸收光调制器工作状态的影响 |
| 5.5 高速电吸收光调制器在光纤无线系统中的应用 |
| 5.5.1 非对称法布里—珀罗型电吸收光调制器的结构 |
| 5.5.2 非对称法布里—珀罗型电吸收光调制器性能测试结果 |
| 5.5.3 非对称法布里—珀罗型电吸收光调制器的非线性特性分析及其线性动态范围增强实验 |
| 5.5.4 应用非对称法布里—珀罗型电吸收光调制器模块的全双工光纤无线系统及其互调失真抑制实验 |
| 第六章 MSM光探测器特性分析及设计 |
| 6.1 MSM光探测器模拟的有限差分方法 |
| 6.1.1 MSM光探测器结构介绍 |
| 6.1.2 MSM光探测器的基本分析模型 |
| 6.1.3 边界条件 |
| 6.1.4 基本方程的离散化与求解 |
| 6.2 MSM光探测器的模拟结果及特性分析 |
| 6.2.1 MSM光探测器中电场和载流子分布的模拟结果 |
| 6.2.2 MSM光探测器直流特性分析 |
| 6.2.3 MSM光探测器的瞬态响应特性分析 |
| 6.3 针对MSM探测器响应速度和响应率的优化设计 |
| 第七章 总结 |
| 7.1 本论文的主要创新点 |
| 7.2 与本论文相关的未来研究工作建议 |
| 致谢 |
| 附录 |
四、Two-Dimensional GaAs/AlGaAs Multiple Quantum Well Spatial Light Modulators（论文参考文献）
- [1]扩展传输距离的V型腔可调谐激光器研究[D]. 庄圆. 浙江大学, 2020(02)
- [2]空间光调制器及其在空间光通信中的应用[J]. 陈沁,王华村,胡鑫,文龙. 激光与光电子学进展, 2016(05)
- [3]InGaAs/GaAsP量子阱界面结构及其激光器件性能研究[D]. 董海亮. 太原理工大学, 2016(08)
- [4]InGaAs量子点可控生长研究[D]. 郭祥. 贵州大学, 2015(02)
- [5]异质兼容集成微系统的实现途径与技术的研究[D]. 贾志刚. 北京邮电大学, 2014(04)
- [6]ZnO基合金薄膜及ZnCdO/ZnO量子阱的结构与光学性能研究[D]. 蒋杰. 浙江大学, 2013(08)
- [7]InP基环形激光器的模拟和实验研究[D]. 张彬. 天津大学, 2010(11)
- [8]基于空间光调制器的非线性电光驱动电路的研制[D]. 吴兰. 西安理工大学, 2009(04)
- [9]光集成中等离子诱导与无杂质空位量子阱混杂技术的研究[D]. 安宇鹏. 吉林大学, 2009(07)
- [10]高速半导体电吸收光调制器与MSM光探测器研究[D]. 于弋川. 浙江大学, 2007(02)