Широкополосные источники оптического излучения на основе полупроводниковых суперлюминесцентных диодов

• Автор: Мамедов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 225 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных обозначений.

Введение

Глава 1. Суперлюминесцентиые диоды широкополосные источники оптического излучения

1.1. Технологические аспекты создания суперлюминесцентных диодов

1.2. Оптическое усиление в полупроводниках

1.2.1. Типы полупроводниковых диодных гетероструктур.

1.2.2. Транспорт носителей заряда в полупроводниковых гетероструктурах.

1.2.3. Волноводные свойства оптоэлектронных светоизлучающих полупроводниковых приборов.

1.2.4. Оптическое усиление в полупроводниковых приборах

1.2.5. Основные требования и критерии, предъявляемые к

суперлюминесцентным диодам с низкой спектральной модуляцией
1.2.6. Оптимальная конструкция активного элемента
суперлюминесцентного диода.
1.3. Основные выходные параметры суперлюминесцентных диодов.
1.4. Способы уширения полосы излучения суперлюминесцентных диодов.
Обзор литературы.
1.5. Области применения суперлюминесцентных диодов
1.6. Выводы.
Глава 2. Разработка широкополосных суперлюминесцентных диодов на
основе полупроводниковых гетероструктур
2.1. Экспериментальные образцы и методика измерений.
2.2. Широкополосные суперлюминесцентиые диоды спектрального диапазона 0 0 нм.
2.3. Широкополосные источники излучения в спектральной области нм на основе квантоворазмерных суперлюминесцентных диодов
2.4. Теоретическая модель двухпроходного суперлюмипесцентного диода со спектральноселективным отражателем .
2.4.1. Модель
2.4.2. Модель II
2.4.3. Экспериментальные результаты.
2.5. Широкополосные суперлюминесцентные диоды спектрального диапазона 0 нм с пространственнонеоднородной инжекцией на основе
полупроводниковых квантоворазмерных гетероструктур
2.6. Выводы.
Глава 3. Широкополосные источники света на основе объединения
излучения различных суперлюминесцентных диодов
3.1. Технологические аспекты создания широкополосного источника света на основе объединения излучения различных суперлюминесцентных
3.2. Оптические разветвители и ответвители.
3.3. Экспериментальные результаты
3.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Кроме того, на основе описанных в данной работе результатов по объединению источников излучения, компания ООО «Суперлюминесцентные Диоды» выпустила на рынок оптоэлектроники принципиально новый тип серийно выпускаемого прибора на основе объединения нескольких СЛД с помощью широкополосных волоконных разветвителей, получившего коммерческое название “Вгоас^Ь1ег” (категории О-0-НР, О-0-НР, О-0-НР, 0НР, ОЬР, ОМР/НР) (см. Приложение В, Приложение С). Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения, трёх приложений, списка литературы. В Главе 1 «Суперлюминесцентные диоды - широкополосные источники оптического излучения» содержится изложение основ теории и принципов работы СЛД, исследована динамика поведения спектральных и мощности ых параметров данных приборов в зависимости от входных и конструкционных параметров, рассмотрены технологические аспекты их производства, дан обзор теоретических и экспериментальных работ, посвящённых СЛД и их применениям. СЛД спектрального диапазона 0 нм на основе двухслойной (InGa)As КРС. Приведена теоретическая модель двухпроходного СЛД со спектрально-селективным отражателем, продемонстрированы результаты численных расчётов спектральных зависимостей этих приборов на основе предложенной модели. На основе экспериментально полученных результатов продемонстрирована корректность и работоспособность данной теоретической модели. Предложены варианты реализации подобных приборов на основе двухпроходной конструкции СЛД с искривлённым волноводом или однопроходных СЛД с внешним селективным отражателем (волоконной брегговской решёткой). В Главе 3 «Широкополосные источники света на основе объединения излучения различных суперлюминесцентных диодов» рассмотрены различные варианты создания подобных источников, дан обзор и сравнительный анализ различных типов оптических волоконных разветвителей. Приведены экспериментальные данные по разработке широкополосного оптоволоконного Y- разветвителя микрооптнческого типа спектрального диапазона 0 - нм на основе градиентных мнкролинз и полупрозрачных зеркал. Приведены экспериментальные данные по объединению излучения различных комбинаций СЛД- светоизлучающих модулей в различных спектральных диапазонах и с различными выходными (спектральными и мощностными) параметрами с помощью волоконных оптических разветвителей. Рассмотрена возможность одновременного объединения большего числа источников. В Заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе. В Приложении А приведена схема технологического цикла изготовления традиционных СЛД с пространственно-однородной инжскцией. В Приложении В представлены руководство пользователя и инструкция по эксплуатации широкополосного источника света “BroadLighter” на основе объединения различных СЛД с помошыо оптических разветвителей. СЛД, проведённых и описанных в данной работе. В Приложении С представлен акт практического использования результатов диссертационной работы на производстве (ООО «Суперлюминес-центные Диоды» - Россия - Москва). Во всех формулах и уравнениях использована международная система единиц (СИ). На основе однослойной (1пСа)Аз КРС с градиентным волноводом возможна реализация СЛД и светоизлучающих модулей на их основе, обладающих шириной спектра излучения -0 нм при длине волны излучения 0 нм. Выходная мощность излучения, выводимая через одномодовый волоконный световод в определённых рабочих режимах может достигать мВт в условиях непрерывной инжскции. На основе однослойной (1пСа)А$ КРС с симметричным ступенчатым волноводом возможна реализация СЛД и светоизлучающих модулей на их основе, обладающих шириной спектра излучения - - нм при длине волны излучения 0 нм. Выходная мощность излучения, выводимая через одномодовый волоконный световод в определённых рабочих режимах может достигать 3. Вт в условиях непрерывной инжекции. На основе КРС с четырьмя активными слоями (Gao. Ino. Po. Aso. СаАзР), и с широкими волноводными слоями (п-1пР и р-1пР) возможно создание СЛД и светоизлучающих модулей на их базе с шириной спектра излучения (по уровню 0.