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本论文的研究内容分为两个部分,一是对隧道器件和激光器集成的微波源的研究,二是对宽谱晶闸管激光器的研究。 1.隧道器件和激光器集成的微波源的研究 高性能微波源是通信系统、雷达、信号处理和仪器测量等微波领域应用的基础。隧道器件和半导体激光器集成的微波源可在光域产生微波信号,直接通过低损耗的光纤传输,且有微波可调谐、器件结构简单、体积小、成本低的特点,是一种有研究价值的微波产生技术。本文设计并制作了一种InP基隧道二极管和DFB量子阱激光器混合集成的微波源(TD-LD),直流偏置下获得1.48GHz到5GHz的可调谐微波信号。具体工作如下: (1)采用530℃下的MOCVD生长,实现了AlInAs材料的高浓度C掺杂,得到P型掺杂浓度约2×1018cm-3。 (2)设计并制作了P+-AlInAs/N+-InP异质结隧道二极管,实现了隧道二极管的正向微分负阻特性,以及偏置在负阻工作区时的振荡特性。 (3)设计并制作了AlInAs/InP隧道二极管和A1GaInAs DFB激光器的混合集成微波源,激光器激射波长1310nm。改变直流注入电流或偏置电压,光载微波频率可从1.48GHz调谐到5GHz。 2.宽谱晶闸管激光器的研究 GaAs基宽谱晶闸管激光器是一种生长简单,光谱平坦,便于小型化和集成的宽谱光源,但是器件的工作原理尚不明了。本文对这种宽谱激光器的工作原理和特性进行了探究,并尝试设计和制作了InP基的宽谱晶闸管激光器。具体研究内容如下: (1)对该器件特性给出一种基于能带变化的光谱展宽解释,通过Lastip软件对激光器的能带结构和量子阱能级进行计算。 (2)根据提出的光谱展宽原理,对InP基宽谱晶闸管激光器进行初步探索。利用Matlab软件设计了InP宽谱激光器结构,制作了宽接触FP激光器并测试。激光器正常出光,但没有GaAs宽谱激光器的光谱红移展宽特性。对该器件的宽谱产生机制还需进一步研究。