MEMS可調(diào)諧垂直腔半導(dǎo)體光放大器的調(diào)諧特性研究.pdf

1、隨著垂直腔半導(dǎo)體面發(fā)射激光器(VCSEU)技術(shù)及其制造工藝的日益成熟，垂直腔半導(dǎo)體光放大器(VCSOA)也受到了人們的廣泛關(guān)注。研究表明，VCSOA克服了傳統(tǒng)邊發(fā)射半導(dǎo)體光放大器(SOA)對(duì)光纖耦合效率低和對(duì)偏振較敏感等缺點(diǎn)，并且具有低噪聲、低制造成本等優(yōu)點(diǎn)，其在光調(diào)制、光開關(guān)、光檢測以及波長轉(zhuǎn)換等方面有著潛在的應(yīng)用前景。 受限于F-P腔結(jié)構(gòu)，VCSOA的增益帶寬通常較窄。因此出現(xiàn)了可調(diào)諧的VCSOA，可以通過改變器件的光腔折射

2、率、腔長等因素來調(diào)諧器件的諧振波長。基于溫度調(diào)諧的長波長VCSOA已有研究，但更有吸引力的方法是微電子機(jī)械調(diào)諧法(MEMS)。與通過折射率調(diào)制方法來進(jìn)行調(diào)諧相比，通過機(jī)械改變有效腔長可以得到更寬的調(diào)諧范圍。 不同于耦合腔的方法，本文提出了利用傳輸矩陣法研究MEMS可調(diào)諧VCSOA(MT-VCSOA)的調(diào)諧特性，主要基于器件的特點(diǎn)，將其等效為由不同材料構(gòu)成的膜堆。首先，采用與分析分布布拉格反射堆(DBR)膜層類似的研究方法，對(duì)有源

3、區(qū)內(nèi)量子阱、勢壘和基層，DBR膜層和空腔分別建立特征矩陣，并將它們按構(gòu)成器件的順序依次相乘，得到整個(gè)MT-VCSOA的傳輸矩陣。在反射模式下，結(jié)合其基底折射率，計(jì)算出MT-VCSOA的增益特性。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：避免了有效腔長及增益增強(qiáng)因子ξ的計(jì)算，結(jié)果直接與器件的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。 利用得到的傳輸矩陣，分別模擬計(jì)算了耦合腔結(jié)構(gòu)(SCC)和外延腔結(jié)構(gòu)(EC)MT-VCSOA調(diào)諧特性曲線，所得結(jié)果同文獻(xiàn)相一致，證明了該方法的可行性。接著，