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The development and analysis of vertical-cavity surface-emitting lasers employing oxide/semiconductor reflectors.

机译：使用氧化物/半导体反射器的垂直腔面发射激光器的开发和分析。

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摘要

he design, fabrication, and application of distributed Bragg reflectors (DBRs) using semiconductor/oxide multilayers and possessing extremely wide bandwidth and high reflectivity across the near-infrared and visible wavelength region is presented. This type of DBR is the first of its kind because it can be epitaxially integrated below or above an active region. The performance of the oxide-based DBRs is compared with all-semiconductor DBRs and shown to be superior in reflectivity bandwidth while reducing the amount of material required for high reflectivity. Also, by adding, compositionally-graded AlGaAs layer to DBRs comprised of AlAs oxide and GaAs layers the structural stability of the oxide DBR is enhanced by keeping the oxide front away from GaAs. Although the stopband of the DBR shifts over 100 nm, the Fabry-Perot resonance shifts only 6 nm. Therefore, it is still possible to obtain sufficient overlap of the gain peak and the resonance peak to achieve lasing in a vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL).;The fabrication of VCSELs utilizing oxide/semiconductor mirrors is also presented. Through analytical design and semiconductor processing improvements, we demonstrate the first electrically-pumped VCSELs utilizing these mirrors. Besides merely operating, these lasers exhibit threshold currents as low as 160
机译：介绍了使用半导体/氧化物多层膜的分布式布拉格反射器（DBR）的设计，制造和应用，并在近红外和可见光波长区域具有极宽的带宽和高反射率。这种类型的DBR是同类产品中的第一个，因为它可以外延集成在有源区域的下方或上方。将氧化物基DBR的性能与全半导体DBR进行了比较，显示出反射率带宽优异，同时减少了高反射率所需的材料量。而且，通过向由AlAs氧化物和GaAs层组成的DBR中添加组成渐变的AlGaAs层，可以通过使氧化物前端远离GaAs来提高氧化物DBR的结构稳定性。尽管DBR的阻带偏移了100 nm，但Fabry-Perot共振仅偏移了6 nm。因此，仍然有可能在垂直腔面发射激光器（VCSEL）中获得足够的增益峰和谐振峰重叠，以实现激光发射。;还提出了利用氧化物/半导体镜制造VCSEL的方法。通过分析设计和半导体工艺改进，我们展示了利用这些反射镜的第一批电泵VCSEL。这些激光除了工作外，还具有低至160的阈值电流

著录项

  • 作者

    MacDougal, Michael Herbert.;

  • 作者单位

    University of Southern California.;

  • 授予单位 University of Southern California.;
  • 学科 Electrical engineering.;Materials science.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 1997
  • 页码 135 p.
  • 总页数 135
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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