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在人们不断增长的信息需求量的推动下,光纤通信网络的传输容量不断增加,对高性能光发射芯片的需求也日益紧迫。基于InP基材料体系的光有源器件在光纤通信系统中具有不可替代的作用,其中InP基集成光发射芯片具有大容量、低成本和低功耗等优势,可以有效提高光通信系统性能,近年来得到越来越多的关注。本论文工作围绕工艺简单、成本低的InP基集成光发射芯片展开,详细阐述了几种InP基光发射芯片的设计和制作技术。提出了上下双光栅DFB激光器的结构,并对其进行了理论分析和仿真,制备了上下双光栅DFB激光器与半导体光放大器(SOA)的集成器件;分别采用同一有源层方案和选择区域生长和双叠层有源层相结合方案制备了单元EML器件;采用选择区域生长方案与同一有源层方案相结合的方案制备了多波长EML阵列,主要研究工作和创新内容如下: 1、设计制备了上下双光栅DFB激光器与SOA集成器件,其中采用全息曝光与干法刻蚀相结合的技术在有源层上下分别制备了具有不同周期的光栅结构以实现双模激射。SOA起到了功率放大及模式功率均衡两方面作用,其与DFB激光器的集成采用了简单的同一有源层方案,有效的降低了器件的成本。最终制备的器件可以实现大的电流范围内稳定的双模激射,双模间隔始终保持在13.92nm,为稳定、低成本、小尺寸的太赫兹拍频泵浦源提供了一种新的思路。 2、设计制备了1.3 μm波段基于InGaAlAs/InP材料体系的EML,其激光器与调制器的集成采用同一有源层方案,可以极大的降低器件的成本,并且能够避免含铝材料制作工艺中的氧化问题。所制备的器件具备有良好的温度特性,并且在20℃和45℃的温度范围内都具有较好的功率特性和静态消光比。器件小信号调制带宽可以达到11 GHz,在10 Gb/s数据调制下能获得高达9.5 dB的动态消光比。 3、设计制备了1.55 μm波段基于InGaAsP/InP材料体系的EML,其激光器与调制器的集成采用选择区域生长与双叠层有源层相结合的方案,可以实现分别优化调制器与激光器的有源层材料,避免了传统SAG及对接生长技术在制作EML时存在的问题。所制备的EML阈值电流为16mA,在85 mA的激光器注入电流下可以获得超过10 mW的输出功率。器件EAM具有较小的啁啾,在0.5V的反向偏压下即可获得负啁啾系数。器件在10 Gb/s和20 Gb/s数据调制下均可获得清晰张开的眼图,背对背条件下的动态消光比分别为9.1 dB和8.6 dB。 4、基于InGaAlAs/InP材料体系设计制备了多波长电吸收调制激光器阵列,其中的激光器与调制器的集成采用同一有源层方案,而DFB激光器多波长发射的实现采用选择区域生长光栅层的方案。所采用的两种集成方案均简单易行,可以大大简化集成芯片的工艺,进而降低集成器件整体成本。所制备的电吸收调制激光器阵列可以输出8个间隔均为0.48 nm的信道波长。