谢苍红[1]（2021）在《光通信系统中用于光探测器的光栅光束整形器的研究》文中进行了进一步梳理随着光通信系统规模的不断扩大、传输速率的不断提高以及通信容量的不断增加,具有高量子效率和高响应带宽特性的光探测器（Photodetector,PD）成为人们研究的焦点。研究者们已经提出了许多方案来提升光探测器的性能。例如,可以通过减小吸收区的面积以及延长耗尽层的长度来减少电容或减少吸收区的厚度来缩短载流子的输运时间等方式来提升光探测器的带宽。研究表明,入射光场的分布会对光探测器的内部电场与载流子分布产生影响,从而影响光探测器的性能。为了提升PD的性能,本论文将借助光束整形技术来改变入射光场的分布,从而得到期望的光场分布。论文主要围绕亚波长光栅完成了新型光束整形器结构的研究,具体的创新和研究成果如下:1.研究了光探测器和光束整形的相关理论,并重点研究分析了亚波长光栅的基础理论和特性,如波前相位调制特性和宽带高透特性,总结了光栅光束整形器的设计方法。2.提出了具有光束平顶化功能的条形周期衍射光栅光束整形器。在1550nm波长处,以束腰半径为4.2μm的高斯光作为光源,可以获得直径为5.1μm的平顶光斑,透射率超过98%,对偏振光不敏感。通过对不同周期的条形衍射光栅进行仿真,发现输出平面上平顶光斑的直径与条形衍射光栅的周期成正比例关系。3.设计了具有汇聚功能的条形非周期亚波长光栅光束整形器结构。在1550nm波长处,以TM偏振光为光源并垂直入射,该结构的透射率为92%,焦距为20μm,焦平面内光束的半高宽为0.89μm。在1500nm至1700nm波段内,透射率高于80%,焦平面内光斑尺寸基本保持不变。4.利用环形亚波长光栅与条形亚波长光栅之间的对应关系,设计了具有汇聚功能的同心环亚波长光栅光束整形器。在1550nm波长处,以径向偏振光为光源并垂直入射,该结构的透射率为74.5%,焦距为20μm,焦平面内光束的半高宽为2.15μm。5.设计了具有汇聚功能的二维块状非周期亚波长光栅光束整形器,解决了偏振敏感问题。在1550nm波长处,该结构的透射率为89.35%,焦距为5.8μm,焦平面内光束的半高宽为1.23μm。在波段1500nm至1900nm内,该结构能够达到较好的光束汇聚和光束整形的效果。6.设计了不同入射光分布下PD性能的测试实验方案,并与他人共同搭建了不同入射光分布对PD性能影响的实验测试系统。在反向偏压为3V和入射功率为0.61mW时,在直径为70μm的器件上分别测得垂直入射和斜入射时PD的3dB带宽约为11.29GHz和10GHz,相比斜入射的方式垂直入射时器件的带宽提高了 12.9%。
武刚[2]（2021）在《光通信系统中亚波长光栅分束器及屋形谐振腔的研究》文中提出伴随着5G、云计算、大数据和人工智等IT技术的迅速发展,作为其主要支撑的光通信技术也迎来了新的变革与挑战。为了实现更高的数据传输速率,光通信系统中各类光模块和光器件性能大幅提升,并逐渐向小型化、高速化、集成化的方向发展。其中,硅基亚波长光栅因其卓越的光学衍射特性,被广泛应用于激光器、光探测器、耦合器、滤波器、传感器等光电子器件中,并可利用它们实现更为复杂的光子集成电路。此外,基于高品质因子微腔的多种功能器件的出现,极大地推动了光子集成和光子芯片等领域的发展。本文主要围绕亚波长光栅分束器及一种屋形光学谐振腔展开理论分析及实验研究,主要的创新点和研究成果如下:1.研究了非周期亚波长光栅的衍射光波前相位控制特性,提出了透射光为平行光束的一维亚波长光栅功率分束器,设计了偏转角分别为15°和30°、功率比为1:2的1×2功率分束器,仿真得到分束后两光束的偏转角分别为14.4°和29.5°,功率比约为1:1.87,与设计值基本相符。此外,还提出了一维亚波长光栅合束器、透射光为会聚光束的一维亚波长光栅功率分束器、一维亚波长光栅双焦透镜等结构,并对这些器件的性能进行仿真验证。2.提出了基于双层结构一维条形亚波长光栅的偏振分束器,设计了焦距40μm,能够实现波长1.55μm、垂直入射的TM偏振光反射会聚、TE偏振光透射会聚的偏振分束器。仿真得到的TM反射光束焦距为40 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.88 μm,总反射率为90.8%;TE透射光束焦距为38.3 μm,焦点处光场强度的半高全宽约1.7 μm,总透射率为82.4%。该器件能够很好地实现两种正交偏振态的分离,并使分束后的光束各自会聚。3.提出了基于二维块状亚波长光栅的1×N功率分束器,理论分析中,设计了焦距为10 μm的透射型1×3和1×4功率分束器,仿真得到二者的焦距分别为9.5 μm和9.7 μm,总透射率分别为89%和87.2%,焦平面上各会聚点光场强度的半高全宽均小于2 μm。实际使用中,在SOI晶片上制备了焦距为150μm、半径为216 μm的圆形1×3功率分束器和边长为370 μm的方形1×4功率分束器,测量得到两功率分束器的焦距约为170 μm,焦平面上会聚光斑轮廓清晰。4.提出了基于二维块状亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜和柱面分束透镜。理论分析中,设计了焦距为6 μm的凸柱面透镜和凹柱面反射镜,仿真得到二者的焦距分别为5.85 μm和5.6μm,两线状会聚光斑光场强度的半高全宽分别为0.82μm和1.08 μm。实际使用中,制备了周期为0.6 μm、焦距为250μm、面积为400 μm×400 μμm的亚波长光栅凸柱面透镜,在600 μm处测得透射光束的线状远场图像,两正交方向光斑光场强度的半高全宽分别为250 μm和680 μm。当改变入射光的偏振方向时,线状光斑的归一化强度保持不变,表明基于二维亚波长光栅的柱面透镜具有低的偏振敏感性。此外,还制备了 1×2柱面分束透镜,并对其衍射特性进行测试。5.提出了基于二维块状亚波长光栅的光束偏转器,理论分析中,设计了面积为7.8μm×7.8 μm、偏转角分量为α=30°（光束在光栅平面内投影与χ轴的夹角）、β=30°（光束与z轴夹角）的光束偏转器,仿真得到光束偏转角α和β分别为31.4°和29.5°。实际使用中,制备了面积为400μm×400 μm、两偏转角分量均为30°的光束偏转器,测量得到两偏转角分量分别为α测=29.5°、β测=29.6°,实现了对平行光束精确的偏转控制。6.与他人合作提出并实现了与亚波长光栅功率分束器混合集成、对称分布的三单元/四单元单行载流子光探测器阵列。在-2V偏压下,测量得到与1×3光栅功率分束器集成的三单元光探测器阵列的最大射频输出功率为11.5 dBm@15 GHz,饱和光电流为70 mA@15 GHz;与1×4光栅功率分束器集成的四单元光探测器阵列的最大射频输出功率为13.1 dBm@15 GHz,饱和光电流为91 mA@15 GHz。和相同结构的单个单行载流子光探测器相比,饱和特性有较大的提升。7.提出了一种由非平行反射镜构成的屋形光学谐振腔,分析了不同区域入射光束的谐振条件,仿真得到顶部反射镜倾角为1°、高度为4.468μm、宽度为14.976μm的屋形谐振腔TE20,1模线宽小于0.008 nm,品质因子不小于1.938×105。与具有相同尺寸参数的平行平面腔相比,屋形谐振腔能够将光场限制在更小的区域,实现了更小的光谱线宽、更高的品质因子和更小的模式体积。此外,还提出一种扩展结构的锥顶形光学谐振腔,并对其谐振特性进行了理论分析。
王欢欢[3]（2021）在《面向光子集成和光电集成的微纳光学谐振腔研究》文中研究指明随着超高速移动网络和互联网连接设备的激增,以及人工智能（AI）的兴起,网络通信量呈“爆炸式”增长。为了满足人们对网络带宽以及数据容量日益增长的需求,对光通信中的光电子器件的可靠性、小型化、灵敏度,功耗和成本等多方面都提出了极高的要求,使得光子集成器件和光电集成器件的优势逐步凸显。光子集成和光电集成中涉及的关键技术包括材料生长、结构设计、制备工艺等方面。在结构设计方面,一些功能性无源器件在其中扮演着重要角色,比如光学谐振腔。光学谐振腔可以应用于激光器、滤波器、光电探测器、光调制器、传感器等各类光电子器件中。因此对光谐振腔的结构进行设计和优化,并将其应用于各类光电子器件中提高器件的性能尤为重要。本论文围绕面向光子集成和光电集成的微纳光学谐振腔展开研究。主要的创新点和研究成果如下:1.提出了一种新型的屋脊型光学微腔。该微腔的顶镜呈屋脊形状,是由两个对称且具有适当倾角的分布式布拉格反射镜（DBR）组成,其底镜为平面DBR结构。由于顶镜的特殊设计,不仅使腔内模式光的谐振光束光程大大增加,提高了品质因子,而且将腔内光场限制在中心较小区域,减少了腔的有效模式体积。当谐振波长λ=1550nm,顶镜倾角α=5°,腔长为474.59nm,横向尺寸为2907nm时,提出的光学微腔能够获得较高的品质因子和较小的模式体积,其品质因子（Q）达到5762.9,有效模式体积为0.256μm3。而同等尺寸下的FP型光学微腔的品质因子为3988.9,有效模式体积为0.696μm3。因此,屋脊型光学微腔的品质因子提高了 44.7%,而有效模式体积减少了 63.2%,其 Q/V 提高了 3.93 倍。2.提出了一种新型的锥顶柱状光学微腔。该微腔的顶镜是由圆锥形状的DBR构成,底镜为平面圆形DBR结构。由于顶镜的特殊设计,使得该微腔的边界衍射较小,而且光能大部分限制在腔内中心区域,具有较小的模式体积和较大的品质因子。当谐振波长λ=1550nm,顶镜倾角α=4.5°时,腔长为4508.71nm,直径为2821.2nm时,该光学微腔的Q值达到了 52748.6,有效模式体积为0.239μm3,而同等尺寸下的圆柱型光学微腔的品质因子为43603.2,有效模式体积为0.526μm3。因此,锥顶柱状光学微腔的品质因子提高了 21%,而有效模式体积减少了 51%,其Q/V提高了 2.66倍。此外,研究了锥顶的容忍度和输出光束特性,结果表明,该微腔有较好的光束输出特性,且在120nm的平顶范围内,该微腔顶镜具有较高的容忍度。3.对集成芯片中VCSEL单元的光学谐振腔进行了优化设计,提出了新型的腔内DBR结构。腔内DBR结构是指由两个低反射率反射镜构成的低Q值谐振腔,且腔内包含了高反射率的周期性DBR。两个腔内DBR结构构成了 VCSEL的光学谐振腔。仿真设计结果表明,VCSEL顶镜和底镜的反射谱在发射波长850nm处可具有接近99.7%的高反射率,在探测波长805nm处可具有超过95%的透射率,而且高透射率的探测窗口范围可超过15nm。4.完成了上述集成芯片制备和集成芯片中VCSEL单元与PIN光探测器单元分别的测试。首先对集成芯片中的VCSEL单元进行测试,测试结果表明,VCSEL单元能够成功激射,测得阈值电流是9mA,斜率效率大约0.74W/A。其次,完成了 PIN光探测器单元的测试,测试结果显示光探测器正常工作,具有0.615A/W的响应度,且集成芯片的探测窗口范围801nm～809nm。根据文献,2μm吸收层厚度GaAs-PIN探测器的响应度大约0.7A/W,因而可以推断探测窗口内的VCSEL单元透射率超过95%。5.完成了用于单光子探测的基于硅基级联微环的高消光比滤波器设计。利用传输矩阵理论,在波导损耗为3dB/cm,群折射率为3.907,自由光谱范围（FSR）为800GHz～1.2THz的条件下,设计了微环半径（R）分别为10μm和15 μm的点耦合型三阶、四阶、五阶级联微环滤波器以及R为10μm,定向耦合长度（L）为10μm的跑道型三阶、四阶、五阶级联微环滤波器。其中,直波导和微环的宽度均为0.5μm,微环高度为150nm,平板波导高度为70nm。仿真计算结果表明,设计的滤波器均可具有超过100dB的消光比（ER）。同时还设计了 R是10μm,L是10μm,且ER处于70dB到80dB之间的跑道型三阶级联微环。6.对实现的硅基级联微环高消光比滤波器进行了测试。在未加热调的情况下,完成了 ER处于70dB到80dB之间的跑道型三阶级联微环测试。测试结果显示,该滤波器的FSR与理论设计一致,并有超过55dB的消光比。7.探究了锥顶柱状光学微腔的顶镜制备。主要利用半径较大的部分圆弧近似小倾角的圆锥顶镜。采用光刻胶热熔方法制备了直径是20 μm,高度为1.9 μm的圆弧顶镜。
蒋涛[4]（2021）在《强反射干扰下动态目标高速透窗成像技术研究》文中研究说明强反射干扰下动态目标高速透窗成像技术在军事侦查作战、安全保卫监控、警用缉私缉毒、交通车内目标监测等领域均有广泛的应用需求,而针对这项技术的研究在国内外均较少涉及。为了实现对镀膜玻璃的透视监控,让窗后目标能够清晰的被侦察者观察到,本论文针对当前透窗成像技术难点进行了深入研究,提出了一种全新的主动式多偏振角度激光透窗成像系统,研究了深度截止环境光的全局曝光图像传感器作为系统的图像采集设备,研究了在一个芯片上可同时发出三种不同偏振角度的高功率垂直腔面阵列激光器,根据不同角度的线偏振激光照射到目标物后,分析图像目标层和背景层的光学信息差异,研究出一种重构目标图像的算法,通过实验结果表明,所提方法对透窗效果起到了极大的改善作用。论文主要介绍了本方案所研究出的主动式偏振激光透窗成像系统的模型、深度截止环境光的全局曝光图像传感器、发射多种偏振角度的高功率垂直腔面阵列激光器以及基于分离反射成像的透窗图像重构的算法。论文的主要内容及研究成果包括:1、研究强反射介质的光学特性,建立了主动式多偏振角度激光透窗成像系统的各项参数。基于本论文研制出的可同时发射三种不同角度的偏振激光形成的偏振图像代替传统通过改变检偏器角度的偏振成像方法,设计出了一种专用的基于分离反射成像的透窗图像重构和增强的方法。2、通过优化设计全局曝光图像传感器的像元工艺和微光学透镜结构来提升图像传感器对信号光的量子响应效率,从而达到有效的滤除环境杂散光的目的。同时设计外触发内同步控制电路使得图像曝光模式配合脉冲激光工作,减少环境光在图像中的积累时间,再次提高透窗成像的信噪比。3、针对图像探测系统对激光偏振特性、峰值功率和波长的设计要求,研制出了一种可保证在一个激光芯片上发射出三种不同角度的线偏振激光的高功率垂直腔面阵列激光器,测试和分析了激光器的各项参数,以及结合本论文研制的激光芯片所设计的光学镜头和驱动电路。4、通过在白天和夜晚环境下的透窗试验和不同透窗成像方法的对比试验,结果证明采用本论文设计的主动式多偏振角度激光透窗成像系统采集到的图像在经过分离反射重构和增强算法后,不仅提高目标图像的清晰度,还可以获取更多车厢内部的特征信息,验证了本方案能有效提升对窗后目标图像的清晰度。
张继业,李雪,张建伟,宁永强,王立军[5]（2020）在《垂直腔面发射激光器研究进展》文中认为垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL）是40多年前被发明的,具有很多独特的优势,例如尺寸小、功耗低、效率高、寿命长、圆形光束以及二维面阵集成等。近年来,VCSEL市场发展迅速,在5G通信、光信息存储、3D传感、激光雷达、材料加工以及激光显示等领域被广泛应用。针对不同的应用需求,VCSEL的功率、速率、能效、高温性能以及波长的多样性等性能都有了长足的进步。本文首先介绍了VCSEL的研究历程和优点特性;综述了VCSEL在高功率、高速、高温下工作等方面的研究进展和应用现状;最后对VCSEL的最新应用做了介绍,展望了VCSEL的市场。
董晨[6]（2020）在《VCSEL阵列制备与光束质量研究》文中研究说明垂直腔面发射激光器（VCSEL）作为一种重要的半导体激光器,相较于传统的边发射激光器,VCSEL的有源区体积小,出光方向垂直于衬底。其独特的激光器结构使得VCSEL不仅具有阈值电流小、单纵模出射、小发散角、圆形光斑、高调制速率等优点,而且易于实现二维集成,这使得VCSEL成为3D成像、光通讯网络等应用的核心激光光源。随着探测显示技术的不断发展,特别是相干探测、光学相控阵等高新技术领域,具有高光束质量的VCSEL阵列激光光源越来越受到人们的关注和研究。本文围绕高光束质量850nm VCSEL阵列设计与制备工作,开展了VCSEL阵列制备工艺开发与优化研究,并针对不同结构设计的阵列光束质量进行了测试与分析。此外,本文还对内腔光栅可调谐VCSEL进行了设计和仿真,为实现大范围波长偏振调谐VCSEL激光器提供理论基础。本论文的主要研究内容和成果如下:1.研究了不同阵列结构参数和工艺条件对VCSEL阵列工作性能的影响,并根据实验结果优化设计了高功率VCSEL阵列结构,并改善阵列热特性,提高平均输出功率。通过实验优化了高光束质量VCSEL阵列的氧化、光刻等关键制备工艺,进一步提高了阵列光束质量和成品率。2.制备了高功率VCSEL阵列器件并对其进行了测试分析。其中,10×10 VCSEL阵列在连续电流下实现最大输出功率为507m W,在40Hz占空比为0.4%的脉冲电流下最大输出功率为1320m W。阵列光束正交偏振抑制比（OPSR）达到了10。实验结果表明所制备得到的VCSEL阵列具有了较好的模式特性和单偏振性。同时,VCSEL阵列单元间的温度差小于2℃,实现了较好的阵列温度分布均匀性和单元一致性。3.设计并搭建了VCSEL阵列光束准直与实验平台。测试分析了VCSEL阵列的光束质量。实验结果显示,准直阵列光束的2因子为4.2,发散角为2.39°,准直设计进一步提升了光束质量。在此基础上,开展了VCSEL阵列光束的相干性研究和分析,重点分析了器件注入电流,准直光路和光束传播距离对光束相干性的影响。4.开展了内腔光栅可调谐VCSEL结构设计和仿真。在传统静电式可调谐VCSEL结构基础上,采用了Half-VCSEL顶部的亚波长光栅结构设计,并利用严格耦合波分析法（RCWA）模拟和优化了内腔光栅厚度,周期和占空比等参数,据此对器件的阈值增益,调谐范围和偏振特性进行了仿真。亚波长光栅结构增加了TE/TM不同偏振模式入射光的反射系数和限制因子差,大大提高了TE/TM偏振模式各向异性增益差,从而实现了大范围偏振稳定波长调谐。
刘芳华,龚鑫,张雅楠,孟俊清,陈卫标[7]（2019）在《808nm垂直腔面发射激光器阵列抽运的全固态激光器研究进展》文中研究表明与传统的边发射半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器（VCSEL）具有线宽窄、光束质量好、可靠性高和制造成本低等优点。随着808nm VCSEL阵列的输出功率和转换效率的提高,VCSEL阵列成为了固态激光器抽运源的新选择。介绍了VCSEL的性能优势、应用场合及发展现状,综述了VCSEL阵列抽运的固态激光器的研究进展,讨论了其技术缺陷及发展前景。
颜世佳[8]（2019）在《波分复用单纤双向数据收发模块的研究与实现》文中进行了进一步梳理为应对数据中心的蓬勃发展,光纤互连技术的演进朝向波分复用单纤双向传输,并对光纤收发模块提出了小型化要求。相对于电信网中的密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM）传输,数据中心通常采用粗波分复用（Coarse Wavelength Division Multiplexing,CWDM）传输技术以降低成本,基于CWDM技术和单纤双向传输技术的传输模块应运而生。本文研究一种混合集成的紧凑型波分复用单纤双向数据收发模块,论文的主要研究内容如下:分析了现有的各种CWDM技术和单纤双向传输技术,在此基础上,提出了一种混合集成的波分复用单纤双向数据收发模块结构,以基于集成光学技术的CWDM芯片作为波分复用/解复用器,采用三端口光环行器来实现单纤双向传输,通过一个双芯波导转换片来实现整个收发模块的混合集成,波导转换片的左侧两个端口分别与作为复用/解复用器的两个CWDM芯片耦合,右侧两个端口作为光环行器的第（1）、（3）端口。该方案打破单纤双向传输需要外接独立光环行器的现状,将光环行器整合到数据收发模块中,实现模块的混合集成及小型化设计。对提出的波分复用单纤双向数据收发模块进行了结构设计、参数设计和机械装配设计,波导转换片的右侧两个端口通过锥形化处理增加芯径,扩大输出模场,从而减小后续光环行器中的准直光束直径,实现光环行器的小型化设计。基于MathCAD软件进行了系统参数设计,基于RSoft软件进行了波导仿真设计,基于Zemax软件进行了光学系统的仿真优化,基于SolidWorks软件进行了机械结构和装配设计。设计了模块可行性验证方案,加工了实验元器件,分步搭建了集成光学技术和空间光学技术相结合的验证实验平台,制备了波分复用单纤双向数据收发模块样品,并对其进行了性能测试。模块发射和接收两条光路的插入损耗分别为9.2dB和9.7dB,最小隔离度分别为23.8dB和21.8dB,四个CWDM通道性能表现较为均衡,实验结果验证了本文所提出的混合集成的紧凑型波分复用单纤双向数据收发模块的可行性。
钟础宇[9]（2018）在《少模垂直腔面发射激光器及优化台面排布的面发射激光阵列的研究》文中认为垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL）具有许多出众的光学和电学特性,如单纵模出射,阈值电流低,发散角小,圆形光斑,稳定性高以及调制速率高等,这使得VCSEL成为3D成像,光通讯网络等应用的核心部件。本论文主要针对850nm波段少数横模独立控制垂直腔面发射激光器以及台面排布方式经优化的980nm、808nm垂直腔面发射半导体激光阵列的器件结构设计、优化算法设计、工艺制作,性能分析及等方面进行了研究。本论文主要研究内容和成果如下:1、对于光纤通信领域中的模式复用技术,我们充分利用VCSEL的横向尺度比较大这一特点,提出一种新型的,更加经济的少模VCSEL光源,以实现少数横模以及偏振独立控制输出,有望简化甚至免除模式复用系统中复杂的复用光路或复用器,同时可以省去VCSEL阵列光源的使用。我们采取了直接刻蚀沟道对台面进行分割的方法,实现了横模独立控制这一功能,其原理是:大氧化孔径的VCSEL可以同时支持多个模式出射。因此,可以对VCSEL台面进行分割,形成若干个作为光波导的次台面,并在每个次台面上生长电极,每个电极独立加电时,电流将只通过对应的次台面进入到有源区。因此,在单个次台面下的对应的区域,将有一个载流子集中分布区（激射区）,激光只从该区域出射。同时,沟道中是折射率远小于GaAs的空气,因此可以对单个次台面出射的光有光场限制的作用。2、使用COMSOL Multiphysics科学计算软件,模拟了经沟道分割的VCSEL的电流传输及分布情况。研究了不同尺寸的氧化孔径以及不同宽度和深度的沟道对有源区电流分布的影响。模拟结果与设想一样,台面分割造成的极不均匀的电流密度分布,而氧化孔径尺寸比起沟道尺寸对电流密度分布的不均匀度的影响更明显。同时,对单个次台面进行模式分析,结果表明激射区的大小决定了所能激发的激光模式数量,激射区的形状决定了出射模式的形状,而激射区的方向决定了出射模式的偏振方向。因此,少模独立控制VCSEL的关键是对激射区域形状大小的控制。3、经过若干次工艺改进,制备出台面分割成二、三、四、六瓣的少数横模独立控制VCSEL,后文中一律简称为少模VCSEL。通过对氧化孔的控制,实现了双横模,三横模,四横模的独立控制出射,其中三横模以及四横模独立控制出射是在一定电流范围内。同时,由于每个模式偏振方向不同,所以这种新型少模VCSEL也可以看做是由电极控制的多偏振VCSEL。而由于封装条件问题,六横模VCSEL未能得到全面的测试。4、探究了VCSEL阵列中的单元台面排布方式对器件热特性的影响,对VCSEL阵列中单元台面分布进行优化,设计出一种具有特殊台面排布方式的VCSEL阵列。制备了三种台面间距不同的980nm VCSEL阵列,其中两种为4*4方形阵列,一种为特殊台面排布VCSEL阵列。实验结果验证了台面分布对对器件的热稳定性有明显的改善。器件功率得到提高,热阻变小。随着热沉温度的增加,优化设计的阵列器件的功率衰减明显小于普通4*4方形阵列。5、根据VCSEL阵列温度分布积分公式,定义了一个同时考虑了台面间距以及阵列总台面面积的热耦合系数,对808nm圆形VCSEL阵列的台面排布进行优化。目标仍是改善器件的温度特性,提高性能。将圆形VCSEL阵列定义成由多环的台面组合,给定一个最大环半径,在此半径内对不同环之间的距离进行遍历,计算不同环间距组合的热耦合系数,找到使得热耦合系数最少的组合,认为此组合的台面排布是最优的。实验设计了普通圆形阵列以及方形阵列作为对比器件,测试结果表明优化设计的圆形VCSEL阵列比起普通阵列有一定的功率优势。
闫飞,蒋涛,张克非[10]（2016）在《一种可插拔并行光收发模块耦合装置的研制》文中研究表明为了提高光收发模块封装过程中激光束与光纤的耦合效率,设计了一款高效耦合装置。选取850nm垂直腔表面发射式激光器（VCSEL）,给出了平凸透镜参数,并分析了该微透镜性能。为优化光纤阵列接口,提高器件集成度,改进了传统V型槽;从单光源光路分析,以验证光路的合理性并给出了基于VCSEL的120Gb（10Gb×12）并行光收发模块耦合结构剖面图。最后,分析了透镜间的平行误差和光纤端面倾角误差,从理论上计算了耦合效率,并利用Zemax软件进行仿真验证。结果表明:该耦合装置集成度高,封装成本低,耦合效率可达87.90%。
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。
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。
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。
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 论文研究内容 |
| 1.2.1 光通信系统中的光探测器 |
| 1.2.2 典型的光束整形方法 |
| 1.2.3 亚波长光栅在光束整形中的应用 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光束整形与亚波长光栅的理论研究 |
| 2.1 光束整形的基础理论研究 |
| 2.1.1 惠更斯-菲涅尔理论 |
| 2.1.2 夫郎禾费理论 |
| 2.2 亚波长光栅理论特性及研究方法 |
| 2.2.1 宽带高反高透特性 |
| 2.2.2 波前相位调制特性 |
| 2.2.3 亚波长光栅的研究方法 |
| 2.3 亚波长光栅的应用 |
| 2.3.1 亚波长光栅反射镜 |
| 2.3.2 亚波长光栅耦合器 |
| 2.3.3 亚波长光栅谐振器 |
| 2.3.4 亚波长光栅功分器 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 新型一维光栅光束整形器的研究 |
| 3.1 基于周期条形衍射光栅的光束整形器设计 |
| 3.1.1 衍射光栅的光学特性分析 |
| 3.1.2 具有光束整形功能的衍射光栅的设计方法 |
| 3.1.3 结构设计与仿真结果分析 |
| 3.2 基于非周期条形亚波长光栅的光束整形器设计 |
| 3.2.1 具有光束整形功能的高折射率差亚波长光栅的设计方法 |
| 3.2.2 具有光束整形功能的高折射率差亚波长光栅的结构设计 |
| 3.2.3 仿真结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 新型二维光栅光束整形器的研究 |
| 4.1 基于同心环高折射率差亚波长光栅的光束整形器设计 |
| 4.1.1 具有光束整形功能的同心环高折射率差亚波长光栅的设计方法 |
| 4.1.2 具有光束整形功能的同心环高折射率差亚波长光栅的结构设计 |
| 4.1.3 仿真结果分析 |
| 4.2 基于二维块状高折射率差亚波长光栅的光束整形器设计 |
| 4.2.1 二维亚波长光栅严格耦合波理论 |
| 4.2.2 二维亚波长光栅的波前相位控制原理 |
| 4.2.3 具有光束整形功能的二维块状高折射率差亚波长光栅的设计方法 |
| 4.2.4 具有光束整形功能的二维块状高折射率差亚波长光栅的结构设计 |
| 4.2.5 仿真结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 亚波长光栅光束整形器的制备方法及整形系统测试实验分析 |
| 5.1 亚波长光栅制备方法 |
| 5.1.1 电子束曝光 |
| 5.1.2 干法刻蚀 |
| 5.2 光束整形对光探测器性能影响的实验测试及数据分析 |
| 5.2.1 实验测试系统搭建 |
| 5.2.2 实验测试结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 论文研究的意义 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 亚波长光栅的研究进展及应用 |
| 2.1 基于亚波长光栅的高反射镜 |
| 2.2 基于亚波长光栅的抗反射表面 |
| 2.3 基于亚波长光栅的光波导 |
| 2.4 基于亚波长光栅的偏振控制器件 |
| 2.5 基于亚波长光栅的相位控制器件 |
| 2.6 基于亚波长光栅的耦合器 |
| 2.7 基于亚波长光栅的滤波器 |
| 2.8 亚波长光栅的应用前景 |
| 2.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 亚波长光栅的严格耦合波分析法及器件设计方法 |
| 3.1 周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析法 |
| 3.1.1 一维条形周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.1.2 二维块状周期结构亚波长光栅的严格耦合波分析 |
| 3.2 基于亚波长光栅的光学器件设计方法 |
| 3.2.1 基于一维条形亚波长光栅的器件设计 |
| 3.2.2 基于二维块状亚波长光栅的器件设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 一维亚波长光栅分束器的研究 |
| 4.1 基于一维亚波长光栅的功率分束器 |
| 4.1.1 透射光为平行光束的功率分束器 |
| 4.1.2 基于一维亚波长光栅的合束器 |
| 4.1.3 透射光为会聚光束的功率分束器 |
| 4.1.4 一维条形亚波长光栅双焦透镜 |
| 4.2 基于一维亚波长光栅的偏振分束器 |
| 4.2.1 偏振分束器模型 |
| 4.2.2 偏振分束器的结构设计 |
| 4.2.3 偏振分束器的仿真验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 二维亚波长光栅分束器的研究 |
| 5.1 基于二维亚波长光栅的1×N功率分束器 |
| 5.1.1 具有会聚功能的透射型1×N功率分束器模型 |
| 5.1.2 1×N功率分束器的结构设计 |
| 5.1.3 1×N功率分束器的仿真验证 |
| 5.1.4 一种1×9功率分束器 |
| 5.2 基于二维亚波长光栅的柱面透镜、柱面反射镜 |
| 5.2.1 柱面透镜和柱面反射镜模型 |
| 5.2.2 柱面透镜和柱面反射镜的设计与仿真 |
| 5.2.3 柱面透镜的实验验证 |
| 5.3 基于二维亚波长光栅的柱面分束透镜 |
| 5.4 基于二维亚波长光栅的光束偏转器 |
| 5.4.1 光束偏转器模型及光束控制机理 |
| 5.4.2 光束偏转器的性能仿真 |
| 5.4.3 光束偏转器的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 光栅功率分束器与光探测器阵列集成的研究 |
| 6.1 单行载流子光探测器原理 |
| 6.2 与亚波长光栅功率分束器集成的光探测器阵列结构 |
| 6.3 1×N光栅功率分束器的设计与制备 |
| 6.4 集成光探测器阵列的设计与制备 |
| 6.5 集成光探测器阵列的性能测试 |
| 6.5.1 暗电流测试 |
| 6.5.2 频率响应特性测试 |
| 6.5.3 交流饱和特性测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 屋形光学谐振腔的研究 |
| 7.1 一种屋形光学谐振腔 |
| 7.1.1 屋形谐振腔的结构及分析 |
| 7.1.2 屋形谐振腔的模式特性 |
| 7.2 一种锥顶形光学谐振腔 |
| 7.2.1 锥顶形谐振腔结构及分析 |
| 7.2.2 锥顶形谐振腔的模式特性 |
| 7.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及申请的专利 |
| 学术论文 |
| 申请专利 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.2 论文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光子集成和光电集成中微纳光学谐振腔的概述 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光学谐振腔的研究进展 |
| 2.2.1 FP型光学谐振腔 |
| 2.2.2 微环谐振器 |
| 2.3 基于光学谐振腔的收发一体集成芯片 |
| 2.4 光学谐振腔的特征参数 |
| 2.4.1 品质因子 |
| 2.4.2 有效模式体积 |
| 2.4.3 自由谱域 |
| 2.4.4 谐振波长 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 非平行光学微腔的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非平行光学微腔的理论基础 |
| 3.2.1 基本结构 |
| 3.2.2 谐振原理分析 |
| 3.2.3 特征频率推导 |
| 3.3 屋脊型光学撖腔的性能仿真与结果分析 |
| 3.3.1 结构参数 |
| 3.3.2 能量分布 |
| 3.3.3 电场强度分布 |
| 3.4 锥顶柱状光学微腔的性能仿真与结果分析 |
| 3.4.1 结构参数 |
| 3.4.2 能量分布 |
| 3.4.3 电场强度分布 |
| 3.4.4 锥顶容忍度及输出光束仿真 |
| 3.5 非平行光学微腔顶镜制备实验探究 |
| 3.5.1 光刻胶热熔法 |
| 3.5.2 圆弧形顶镜制备工艺 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 收发一体集成芯片中光学谐振腔的设计及器件测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 VCSEL激光器的理论基础 |
| 4.2.1 VCSEL激光器的结构和基本原理 |
| 4.2.2 VCSEL激光器的基本特性 |
| 4.3 PIN光探测器理论基础 |
| 4.3.1 基本结构 |
| 4.3.2 PIN光探测器的性能参数 |
| 4.4 集成芯片中光学谐振腔的设计 |
| 4.4.1 集成芯片的结构 |
| 4.4.2 集成芯片光学谐振腔的特殊设计 |
| 4.5 集成芯片工艺简介 |
| 4.6 集成芯片的测试及结果分析 |
| 4.6.1 集成芯片外延片反射谱的测试 |
| 4.6.2 集成芯片中VCSEL单元的测试 |
| 4.6.3 集成芯片中PIN光探测器单元的测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于硅基级联微环高消光比滤波器的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微环的理论基础 |
| 5.2.1 微环概念 |
| 5.2.2 微环参量模型 |
| 5.3 微环耦合系数和损耗计算 |
| 5.3.1 微环耦合区耦合系数的计算 |
| 5.3.2 波导群折射率与损耗的估算 |
| 5.4 基于硅基微环的高消光比滤波器的设计 |
| 5.4.1 级联微环的理论 |
| 5.4.2 器件的结构参数 |
| 5.4.3 器件的性能仿真与分析 |
| 5.5 超高消光比滤波器的版图制作及加工工艺 |
| 5.5.1 器件的版图制作 |
| 5.5.2 微环的加工工艺流程简介 |
| 5.6 级联微环滤波器的实验测试及结果分析 |
| 5.6.1 实验测试系统 |
| 5.6.2 实验测试及结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和申请的专利 |
| 学术论文 |
| 申请专利 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 透窗技术的种类 |
| 1.2.2 透窗技术的发展现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构安排 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 论文的结构安排 |
| 本章小结 |
| 2 主动式多偏振角度激光透窗成像系统和重构算法的研究 |
| 2.1 强反射介质膜的光谱特性研究 |
| 2.2 透窗成像系统研究 |
| 2.2.1 分时偏振成像系统 |
| 2.2.2 分孔径偏振成像系统 |
| 2.2.3 分振幅偏振成像系统 |
| 2.2.4 分焦平面偏振成像系统 |
| 2.3 主动式多偏振角度激光透窗成像方法研究 |
| 2.3.1 偏振光的基本概念及分类 |
| 2.3.2 镀膜玻璃反射光和折射光的偏振特性研究 |
| 2.3.3 主动式多偏振角度激光透窗成像系统数学模型分析 |
| 2.4 分离反射成像模型图像算法 |
| 2.5 模拟试验与结果分析 |
| 2.6 实际试验与结果分析 |
| 本章小结 |
| 3 深度截止环境光的CMOS图像传感器机芯的研究 |
| 3.1 CMOS图像探测器的研究 |
| 3.1.1 成像器件的研究 |
| 3.1.2 全局曝光图像探测器结构的研究 |
| 3.1.3 CMOS图像传感器架构的研究 |
| 3.2 深度截至环境光的CMOS图像传感器像元优化设计 |
| 3.2.1 像元技术指标和结构 |
| 3.2.2 感光单元的优化设计 |
| 3.2.3 浮栅源极跟随器的优化设计 |
| 3.2.4 像元光学性能的优化设计 |
| 3.3 深度截止环境光的CMOS图像传感器的性能测试 |
| 3.3.1 填充因子 |
| 3.3.2 最大信噪比 |
| 3.3.3 动态范围 |
| 3.3.4 量子效率 |
| 3.4 同步控制电路的设计 |
| 3.4.1 核心参数设计 |
| 3.4.2 同步控制电路硬件电路设计 |
| 3.4.3 同步控制电路软件程序设计 |
| 本章小结 |
| 4 多偏振角度垂直腔面阵列激光器的研究 |
| 4.1 多偏振角度VCSELs芯片的结构设计 |
| 4.1.1 VCSELs有源区的设计 |
| 4.1.2 VCSELs亚波长金属光栅设计 |
| 4.1.3 VCSELs中的DBR设计 |
| 4.1.4 VCSELs共振腔设计 |
| 4.2 多偏振角度VCSELs的制备工艺设计 |
| 4.3 多偏振角度VCSELs激光芯片的输出特性分析 |
| 4.3.1 光谱性能测试和分析 |
| 4.3.2 电学性能测试和分析 |
| 4.3.3 光学偏振性能测试和分析 |
| 4.3.4 远场分布性能测试和分析 |
| 4.4 光学镜头设计 |
| 4.5 驱动电路设计 |
| 4.5.1 主控电路 |
| 4.5.2 供电部分 |
| 4.5.3 激光驱动部分 |
| 本章小结 |
| 5 透窗成像系统的研制与试验 |
| 5.1 系统的总体设计方案 |
| 5.1.1 系统硬件设计与实现 |
| 5.1.2 系统软件设计与实现 |
| 5.2 测试实验和结果分析 |
| 5.2.1 图像清晰度评价方法 |
| 5.2.2 白天试验 |
| 5.2.3 夜晚试验 |
| 5.2.4 与其他透窗成像方法对比试验 |
| 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 有待进一步解决的问题 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
| 1 引 言 |
| (1)光束质量: |
| (2)阈值低: |
| (3)无镜面损伤: |
| (4)稳定性和可靠性: |
| (5)单纵模输出: |
| (6)大尺度二维阵列: |
| 2 高功率VCSEL |
| 2.1 高功率VCSEL研究进展 |
| 2.2 应用前景 |
| 3 高速VCSEL |
| 4 高温工作VCSEL |
| 5 最新VCSEL应用 |
| 6 结 论 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 VCSEL的基本概念和结构 |
| 1.1.1 垂直腔面发射激光器的结构及发展 |
| 1.1.2 垂直腔面发射激光器的特点 |
| 1.2 VCSEL阵列研究进展概述 |
| 1.2.1 VCSEL阵列的研究背景 |
| 1.2.2 VCSEL阵列的研究进展 |
| 1.2.3 提高VCSEL阵列光束质量面临的关键技术问题 |
| 1.3 本论文的研究工作 |
| 第2章 VCSEL阵列及光束质量相关的基本理论 |
| 2.1 VCSEL的基本理论 |
| 2.1.1 DBR反射率的计算方法 |
| 2.1.2 VCSEL的阈值增益的计算 |
| 2.2 VCSEL阵列光束质量的表征 |
| 2.2.1 激光光束的基本特点 |
| 2.2.2 发散角的定义及测量 |
| 2.2.3 光束质量因子M~2 |
| 2.2.4 高斯光束的传播与透镜变换 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高功率VCSEL阵列的设计与制备 |
| 3.1 VCSEL阵列制备关键工艺研究 |
| 3.1.1 VCSEL阵列正面电极制备 |
| 3.1.2 VCSEL阵列氧化限制层制备 |
| 3.1.3 VCSEL阵列的封装 |
| 3.1.4 10×10VCSEL阵列的制备流程 |
| 3.2 10×10VCSEL阵列的设计 |
| 3.3 10×10VCSEL阵列的测试 |
| 3.3.1 PIV曲线测试 |
| 3.3.2 光谱测试 |
| 3.3.3 偏振特性与热分布的测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 VCSEL阵列光束质量分析 |
| 4.1 VCSEL阵列光束的准直 |
| 4.1.1 VCSEL阵列的光束特点 |
| 4.1.2 VCSEL阵列准直方案 |
| 4.2 VCSEL阵列光束准直的仿真与测试 |
| 4.3 VCSEL阵列光束的相干性分析 |
| 4.3.1 部分相干光 |
| 4.3.2 时间相干性和空间相干性 |
| 4.3.3 VCSEL阵列相干图样的获取和分析 |
| 4.3.4 双缝到光屏距离与准直光路对VCSEL阵列光束相干性的影响 |
| 4.3.5 注入电流对VCSEL阵列光束相干性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 内腔光栅可调谐VCSEL的仿真与设计 |
| 5.1 可调谐VCSEL的基本工作原理 |
| 5.2 内腔亚波长光栅VCSEL结构设计 |
| 5.2.1 反射率的计算 |
| 5.2.2 亚波长光栅参数的选择 |
| 5.2.3 限制因子和阈值增益的计算 |
| 5.3 调谐范围和调谐效率的计算分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 1 引言 |
| 2 808nm垂直腔面发射激光器的发展现状 |
| 3 808nm VCSEL阵列抽运的全固态激光器研究进展 |
| 3.1 VCSEL端面抽运的固态激光器研究进展 |
| 3.2 VCSEL阵列侧面抽运的固态激光器研究进展 |
| 3.3 可宽温度工作的VCSEL阵列抽运的固态激光器研究进展 |
| 4 结束语 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 数据中心的发展与光纤互连技术需求 |
| 1.2 光纤互连技术研究概况及发展趋势 |
| 1.3 论文创新点及主要内容 |
| 2 关键技术分析 |
| 2.1 常用光环行器关键元件 |
| 2.2 双芯波导转换片及混合集成 |
| 2.3 光环行器小型化 |
| 2.4 工作带宽拓展 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 方案设计及仿真优化 |
| 3.1 系统方案设计及改进 |
| 3.2 主要参数设计 |
| 3.3 光学软件仿真与参数优化 |
| 3.4 波导转换芯片设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 实验验证 |
| 4.1 机械设计 |
| 4.2 实验平台 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 VCSEL简介 |
| 1.1.1 VCSEL的基本结构 |
| 1.1.2 VCSEL的优点与基本特性 |
| 1.2 VCSEL的应用成果及研究进展 |
| 1.2.1 VCSEL在光通讯上的应用研究 |
| 1.2.2 VCSEL在医疗成像中的应用 |
| 1.2.3 GaN蓝光VCSEL |
| 1.2.4 VCSEL阵列的应用研究 |
| 1.3 少模VCSEL的研究背景及意义 |
| 1.3.1 模式复用技术 |
| 1.3.2 VCSEL在复用技术中的应用 |
| 1.4 优化VCSEL阵列的研究背景及意义 |
| 1.5 本论文的研究工作 |
| 第2章 VCSEL的模式特性及热特性 |
| 2.1 VCSEL的模式特性 |
| 2.1.1 VCSEL的纵模 |
| 2.1.2 VCSEL的横模特性 |
| 2.1.3 VCSEL横模与纵模的关系 |
| 2.1.4 VCSEL模式的偏振特性 |
| 2.2 VCSEL的热特性 |
| 2.2.1 VCSEL的产热机制 |
| 2.2.2 COMSOL热电耦合计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 少模VCSEL的研究 |
| 3.1 少模VCSEL的器件结构设计 |
| 3.1.1 台面分割对VCSEL电流密度分布的影响 |
| 3.1.2 激射区及其横模特性 |
| 3.2 少模VCSEL的工艺制备 |
| 3.3 少模VCSEL的性能测试 |
| 3.3.1 VCSEL的测试方法简介 |
| 3.3.2 双模VCSEL的性能测试 |
| 3.3.3 三模VCSEL的性能测试 |
| 3.3.4 四模VCSEL的性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 优化VCSEL阵列的研究 |
| 4.1 980 nm底发射4×4方形VCSEL阵列的优化 |
| 4.1.1 COMSOL热电耦合模型[154] |
| 4.1.2 980 nm底发射VCSEL阵列器件制备 |
| 4.1.3 优化阵列与普通阵列的性能对比 |
| 4.2 808 nm顶发射圆形VCSEL阵列的优化 |
| 4.2.1 优化理论及算法 |
| 4.2.2 808 nm顶发射阵列的制备 |
| 4.2.3 808 nm顶发射VCSEL阵列的测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 1 光器件设计与分析 |
| 1.1 光纤选取和微透镜参数设计与性能分析 |
| 1.2 光纤阵列接口的设计 |
| 1.3 单光源光路分析 |
| 1.4 总体结构设计 |
| 2 激光束与光纤耦合效率的计算 |
| 3 耦合误差分析 |
| 3.1 透镜间的平行误差 |
| 3.2 光纤端面倾角误差 |
| 4 验证与分析 |
| 5 结论 |
