面发射激光器的高速性能研究

作     者：陈钊 李惠 钟础宇 张幸 苗威 王彬 张帅一 

作者机构：青岛科技大学数理学院 深圳技术大学集成电路与光电芯片学院 

出 版 物：《激光技术》 (Laser Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主　　题：垂直腔面发射激光器 高速调制 聚酰亚胺平面化 简化工艺 

摘      要：为了简化工艺，提高面发射激光器的调制带宽与数据传输速率，采用了多量子阱有源区设计、介质平面化工艺制备、氧化约束限制等方法，制备了一种发射波长为850nm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。工艺上采用低介电常数的聚酰亚胺(PI)进行平面化，而非在高速VCSEL芯片上常用的苯并环丁烯(BCB)。研究了基于PI胶平面化工艺的高速器件的寄生响应。实验结果表明，PI方案可用于调制带宽为25GHz及以下的产品。在低偏置电流下，具有3μm氧化孔径的VCSEL显示出最大调制带宽为25.2 GHz，谐振频率为24.3 GHz，寄生截止频率为13.2 GHz，调制电流效率因子为22.726 GHz/mA1/2， D因子为19.670 GHz/mA1/2，阈值电流和微分电阻分别达到0.27 mA和215.965 Ω，最大光输出功率为0.9 mW。这一结果对简化工艺，提高面发射激光器的数据传输速率具有一定的指导意义。