研究目的
展示利用单次外延生长和单面光刻技术制备垂直微环激光器的方法,旨在简化制造流程的同时保持或提升光学性能。
研究成果
该研究成功展示了一种采用单次外延生长和常规单面光刻技术制造的垂直微环激光器,提供了更简化的制备方案。尽管存在一定局限性,但该方法无需增加额外制造步骤即可克服现有缺陷,有望在未来器件中实现更低阈值和更高功率运行。
研究不足
激光器发射的光功率低于预期,尺寸小于40微米的器件因表面复合、传播损耗及耦合系数降低而未出现激射现象。建议通过优化干法刻蚀工艺及采用量子点作为有源介质来改进性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用垂直耦合方案,通过两层垂直堆叠的波导核心层实现有源-无源集成,避免了晶圆键合或再生长等复杂工艺。
2:样本选择与数据来源:
制备了环半径为5至80微米的微环激光器。
3:实验设备与材料清单:
外延层通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长,器件采用常规光刻胶和等离子体刻蚀工艺制作。
4:实验流程与操作步骤:
制备过程包括等离子体刻蚀定义微环、选择性湿法刻蚀、总线波导干法刻蚀、旋涂聚酰亚胺、金属化以及衬底减薄。
5:数据分析方法:
通过电学与光学特性评估激光器性能,包括串联电阻、阈值电流及发射光谱。
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