[發(fā)明專利]曲率漸變的彎曲波導(dǎo)量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410854195.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN104485403A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛飛;吳艷華;胡發(fā)杰;金鵬;王占國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/20
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體電子器件領(lǐng)域，尤其涉及一種低損耗大功率的量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管及其制備方法。

背景技術(shù)

超輻射發(fā)光管是光纖陀螺儀，光學(xué)相干層析成像(簡(jiǎn)稱OCT)系統(tǒng)中常用的光源，由于超輻射發(fā)光管具有較寬的光譜，因此使得光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)具有較高的縱向分辨率，但是在實(shí)際應(yīng)用中，我們往往需要較大的輸出功率來提高光學(xué)相干層析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。傳統(tǒng)的彎曲波導(dǎo)超輻射發(fā)光管的彎曲部分采用的是曲率半徑不變的一段圓弧，從而使得在光傳輸過程中彎曲損耗系數(shù)不變，引起不可忽略的損耗，而如果將彎曲部分的形式改為曲率半徑變化的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，這樣可以使得在不同的地方的彎曲損耗系數(shù)變化，不僅可以使得直條部分和彎曲部分的連接的地方連接在一起，而且可以減小彎曲損耗，增大光輸出功率。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于提出低損耗大功率的量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管及其制備方法，使其在彎曲部分長(zhǎng)度不變，最終出光方向與出光端面法線方向的夾角不變的情況下實(shí)現(xiàn)較低的損耗，從而在光學(xué)相干層析成像技術(shù)中提高測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種彎曲波導(dǎo)量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管，包括：襯底；位于襯底上的量子點(diǎn)增益介質(zhì)；波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，包括直段部分和彎曲部分，彎曲部分的曲線為橢圓的一部分。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，彎曲部分的公式為

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，所述彎曲部分的曲率半徑是漸變的。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的最終偏離角與出光面法線的夾角為7°，彎曲部分的長(zhǎng)度為1mm。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，其外延結(jié)構(gòu)依次為襯底、緩沖層、下包覆層、有源區(qū)、上包覆層、歐姆接觸層。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，所述有源區(qū)為砷化銦/砷化鎵量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提出一種彎曲波導(dǎo)量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管的制備方法，包括：步驟S1：在外延片上涂覆一層光刻膠；步驟S2：采用光刻方法刻蝕出波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，包括直段部分和彎曲部分，彎曲部分的曲線的公式為步驟S3：采用腐蝕的方法將波導(dǎo)結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)移到外延片上；步驟S4：將基片上的光刻膠去除；步驟S5：在基片上生長(zhǎng)一層二氧化硅絕緣層；步驟S6：在基片上再次涂覆光刻膠；步驟S7：在彎曲波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上開出電注入窗口；步驟S8：去除光刻膠；步驟S9：在基片的背面和正面生長(zhǎng)金屬電極；步驟S10：退火完成合金化。

本發(fā)明另一方面提出一種彎曲波導(dǎo)量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管，包括：襯底；

位于襯底上的量子點(diǎn)增益介質(zhì)；波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，包括直段部分和彎曲部分，彎曲部分的曲線為雙曲線的一部分。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，，彎曲部分的公式為

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，彎曲部分的曲率半徑是漸變的。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的最終偏離角與出光面法線的夾角為7°，彎曲部分的長(zhǎng)度為1mm。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，其外延結(jié)構(gòu)依次為襯底、緩沖層、下包覆層、有源區(qū)、上包覆層、歐姆接觸層。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，所述有源區(qū)為砷化銦/砷化鎵量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提出一種彎曲波導(dǎo)量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管的制造方法，包括：步驟S1：在外延片上涂覆一層光刻膠；步驟S2：采用光刻方法刻蝕出彎曲波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，包括直段部分和彎曲部分，彎曲部分的曲線的公式為步驟S3：采用腐蝕的方法將波導(dǎo)結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)移到外延片上；步驟S4：將基片上的光刻膠去除；步驟S5：在基片上生長(zhǎng)一層二氧化硅絕緣層；步驟S6：在基片上再次涂覆光刻膠；步驟S7：在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上開出電注入窗口；步驟S8：去除光刻膠；步驟S9：在基片的背面和正面生長(zhǎng)金屬電極；步驟S10：退火完成合金化。

本發(fā)明還提出一種彎曲波導(dǎo)量子點(diǎn)超輻射發(fā)光管，包括：襯底；位于襯底上的量子點(diǎn)增益介質(zhì)；彎曲波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，包括直段部分和彎曲部分，彎曲部分的曲線為多項(xiàng)式的一部分。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，彎曲部分的公式為y＝az^2.2+bz^2.1。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，彎曲部分的曲率半徑是漸變的。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，所述波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的最終偏離角與出光面法線的夾角為7°，彎曲部分的長(zhǎng)度為1mm。

根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，其外延結(jié)構(gòu)依次為襯底、緩沖層、下包覆層、有源區(qū)、上包覆層、歐姆接觸層。