半导体激光器外延结构设计入门

📚 共计 30 章节

半导体激光器概述

什么是半导体激光器、工作原理、应用领域

能带理论基础

能带结构、直接带隙与间接带隙、载流子注入

异质结基础

同质结与异质结、量子阱与势垒、能带偏移

异质结量子阱

外延生长技术简介

MBE、MOCVD、LPE 原理与对比

GaAs、InP、GaN 衬底特性与匹配原则

缓冲层设计

缓冲层作用、材料选择、生长条件

有源区设计（一）

量子阱结构、阱宽与阱深、发光波长调控

有源区量子阱

有源区设计（二）

多量子阱（MQW）、应变补偿、增益特性

波导层设计

光场限制因子、折射率渐变、模式控制

包覆层设计

电子与光场限制、掺杂浓度、厚度优化

电极接触层设计

欧姆接触、重掺杂层、金属化工艺

限制层与窗口层

电流扩展、窗口效应、抗反射设计

压应变与张应变、临界厚度、对增益的影响

N型与P型掺杂、掺杂剂选择、扩散控制

掺杂载流子

温度特性设计

特征温度T0、热阻、散热结构

腔面镀膜设计

高反膜与增透膜、腔面保护、COD抑制

横向模式控制

脊形波导、掩埋异质结、折射率导引

纵向模式控制

DFB与DBR光栅设计、耦合系数、选模原理

单模与多模设计

波导宽度、折射率差、模式截止条件

大功率激光器设计

宽条结构、非对称波导、热管理

高速激光器设计

寄生参数、RC常数、差分电阻优化

窄线宽激光器设计

线宽增强因子、腔长、光栅设计

窄线宽线宽

VCSEL设计基础

DBR反射镜、氧化限制层、有源区位置

量子点激光器设计

量子点形成、尺寸分布、增益饱和

量子点增益

中红外激光器设计

锑化物材料、带间级联、量子级联

中红外级联

蓝光与紫外激光器设计

GaN基材料、极化效应、p型掺杂

外延结构仿真工具

Crosslight、Silvaco、PICS3D 使用入门

外延片测试与表征

PL、XRD、AFM、ECV 原理与数据分析

工艺集成与流片

光刻、刻蚀、金属化、解理与测试

设计实例分析

从需求到外延结构设计全流程案例