氮化鎵量子阱波導及波導集成器件的研究.pdf

1、在現(xiàn)代光通信領域，平面集成光子器件憑借其尺寸小、穩(wěn)定性高和可重復性等優(yōu)點，具有廣闊的使用價值和應用前景。III-V族的氮化物半導體材料在可見光范圍內具有優(yōu)良的光電特性，可利用氮化物材料制備各種光源器件、平面光子器件，從而為制備面向可見光平面通信的集成光子器件奠定了基礎。介質光波導是集成光子器件中基本的光學回路，用于控制光波的傳輸。研究氮化物量子阱波導，是研制面向可見光平面通信集成光子器件的重要前提。
　　本文基于氮化鎵(GaN)量

2、子阱材料，對大尺寸懸空氮化物光波導、懸空氮化物集成波導器件，以及LED光源與懸空波導集成器件和基于懸空氮化物光波導的平面集成光子器件進行了理論模擬，設計優(yōu)化，工藝制備和測試分析等多方面工作，所做主要工作包括：
　　利用有效折射率(EIM)方法、有限元(FEM)理論和時域有限差分(FDTD)算法，對可見光波長的懸空氮化物波導進行了模式和傳輸特性理論分析，提出了結構優(yōu)化方案，以及懸空氮化物集成波導器件的設計、制備方案。利用掃面電鏡(S

3、EM)、原子力顯微系統(tǒng)(AFM)和拉曼(Raman)系統(tǒng)對器件進行了結構和光致發(fā)光(PL)測試；
　　提出并設計了懸空氮化物平面多分支波導器件，采用快速原子束刻蝕(FAB)和背后減薄技術在懸空GaN薄膜上制備出多分支器件，實現(xiàn)可見光平面1×N的多路復用傳輸功能。利用拉曼(Raman)系統(tǒng)對器件進行了性能測試，并結合時域有限差分(FDTD)算法對器件結構進行了理論仿真，為進一步實現(xiàn)電致LED器件與懸空波導的集成做好了前期工作；?