（微电子学与固体电子学专业论文）空间激光通信用半导体激光放大器.pdf

摘要 针对空闻激光通信发展对小型光源的需求，本文设计了一种与单模小功率半导体 激光器单片集成的激光放大器。 本文综合考虑了空间激光通信对光源的要求及半导体激光器的特性，提出了用集 成放大器的方案提高发射源光功率，设计了一种$ 5 0 n m 波长的主振功放结构( m o p a ) 芯片。 经估算，该结构的m o p a 可以实现如下技术指标：发射中心波长在8 5 0 n m 附近， 谱宽约为1 0 n m ；阈值电流为l t 2 a ；最高电光转换效率为3 5 以上；最高输出功率2 w 以上。据初步推测在波长、功率方面，该器件满足空间激光通信的要求，可以用于空 间激光通信实验。 关键词：半导体工艺空间激光通信半导体激光放大器( s l a ) a b s t r a c t a i m i 蚰ga tt h ed e v e l o p m e n to fc o m p a c tl i g h ts o l l r c 圩sn e e d e di nf r e e - s p a c eo p t i c a l c o m m u n i c a t i o n s ，t h ep a p e rc o m p l e t e dt h ed e s i g na n df a b r i c a t i o no f a na m p l i f i e ri n t e g r a t e d w i t has e m i c o n d u c t o rl a s e rl i g h ts o u r c 圮 b ya n a l y z i n gt h es p a c el a s e rc o m m u n i c a t i o nr e q u i r e m e n t sa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f s e m i c o n d u c t o rl a s e r sa n da m p l i f i e r s ，t h i sp a p e rp u tf o r w a r di n t e g r a t e da m p l i f i e rs t r u c t u r e t oi m p r o v ee m i t t e ro p t i c a lp o w e r ，d e s i g n e dam a s c e ro s c i l l a t o rp o w e ra m p l i f i e r ( m o p a ) c h i po f 8 5 0 呦w a v e l e n g t h t h ec a l c u l a t e dd e v i c es p e c i f i c a t i o n so f t h ed e s i g n e dm o p ai s ：t h r e s h o l d ：l 2 a w a l l - p l u ge f f i c i e n c y ：o v e r3 5 ，m a xp o w e r ：o v e r 2 w i nt h ew a v e l e n g t h ，p o w e r c o n n e c t i o n ，i ti ss p e c u l a t e dt h a tt h em o p ad e v i c ec a nb ei nl i n ew i t l lf r e e s p a c eo p t i c a l c o m m u n i c a t i o n sr e q u i r e m e n t s ，a n dt h ed e v i c ec a nb eu s e df o rf l e es p a c e o p t i c a l c o m m u n i c a t i o ne x p e r i m e n t s k e yw o r d s ： s e m i c o n d u c t o r - p r o c e s ss p a c el a s e rc o m m u n i c a t i o n s e m i c o n d u c t o r l a s e ra m p l i f i e r 长春理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，空间激光通信用半导体激光放大器是 本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除丈中已经注明引用的 内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 作者签名：立选盆喳询金年土月边日 长春理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士学位论文版权使用规定”， 同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名： 喜也滞 指导导师签名：圣l 璺立兰竺年上月二尘一日 第一章绪论 1 1引言 空间激光通信技术是未来空间基础设施的关键技术之一，对作光源有特殊的要 求，主要是适合大气传输的低损耗波长窗口、大功率、窄波束宽度，以及高数据传输 速率【1 1 。 卫星之间、卫星对地、地对地的激光通信技术，随着对超稳激光器、新型光束控 制器、高数据率接收器和适合空间应用的先进通信电子设备的研究基本成熟，已成为 下一代光通信的发展方向之一。激光通信胜过无线电通信的优点在于它的波长特性， 激光波长比r f 波长短许多倍，可将兆比特至千兆比特的数据集中到一束狭窄的光束 上，并可在接收信号卫星的光学天线上以较小的输入功率产生较亮的光点。这种低功 率要求减小了支持硬件的尺寸和重量，节省了发射成本。 在过去2 0 年内，空间激光通信( 包括轨道之间、空对地、地对空、地对地) 研究在 世界发达国家广泛进行，大功率半导体激光器的实用化更成为这项技术发展的催化 剂，因为8 2 0 - - 8 6 0 n m 波长对大气透光、损耗小，特别是半导体光源体积小、重量轻、 功耗省、寿命长、可直接调制、响应速度快、可直接作光源，也可作固体激光器泵浦 光源，非常适合在工作环境恶劣、空间拥挤的条件下使用1 2 】。 1 2 空间激光通信的发展状况 在这一领域，国外已经开始了将近2 0 年的研究，但是产品真正投入使用也就是 最近几年的事情。在这个领域，国外有几家大厂家生产产品，包括l i g h t p o i n t e 公司， a i r f i b e r 公司，c a n o n 公司，t e r a b e a m 公司。几个公司的研究现状分别介绍如下： ( 1 ) l u c e n t 9 8 年3 月开始开发，9 9 年3 月发布w a v e s t a ro p t i e a i rs y s t e m 产品。单 波长传输速率为2 5 g b s ，四波长传输速率为1 0 0 b s ，传输距离5 k m ，9 9 年1 2 月， 在g l o b a lc r o s s i n gl t d 投入使用。t e r a b c a m ，l u c e n t 宣布组建t e r a b e a mi n t e m e t s y s t e m s ，产品是基于i p 的无光纤点到多点网络、发送和接收机以及固定在办公室窗 户上的卫星碟型天线。这些卫星碟型天线的波束与安装在楼内的基站相连。l u c e n t 投入资金、研究开发资源，知识产权，价值4 5 0 百万美元的空间光产品。t e r a b e a m 的产品都用l u c e n t 的商标，其所用光元件、网络设备和服务优先选用l u c e n t 的产品。 t e r a b e a m 拥有7 0 的股份，可以使用技术和面向客户销售。 ( 2 ) l i g h t p o i n t e 公司将空间光学技术用于设计和制造面向电信公司的光传输设备， 向电信服务商提供比传统光缆传输速度更快、成本更低的高速通讯解决方案。 l i g h t p o i n t e 的系统以超快的带宽速度提供安全可靠的无线传输，传输速率最高可达 2 5 g b s ，产品适应性强，可解决城市地区的连接问题。公司拥有多项正在申请专利 的专有技术，可提供满足电信公司要求的网络可用性。l i g h t p o i n t e 的空间光通信产品 在第一层( 物理层) 工作，可适应现有的所有协议( s o n e t 、s o n e t s d h 、a t m 、f d d i 、 以太网、快速以太网) 。产品包括各种”飞行空间光传输解决方案”，如f l i g h t l i t e 、 f l i g h t p a t h 、f l i g h t s p e c t r t u n 。传输速率最高可达1 2 5 g b s ，提供兆位级以太网通讯能 力，工作波长为8 5 0 n m 。2 0 0 3 年秋季将开始向市场提供2 5 g b s 的f l i g h ts p e c t r u m ， 其使用半径为10 0 0 m ，采用l5 5 0 r i m 波长。 产品l i g h t s t a t i o n 的特点有以下一些： a 数据率从1 m b p s 到1 2 5 g b s ；传输距离达2 5 k m 。 b 分布s m 心监视采用光接口。 c 信号高度安全。 d 协议透明( i v ，e t h e r n e t ，a t m ，s o n e t ，f d d i ) ；容易集成到现存的网络。 e 内置望远镜和信号强度表。 f 微调控制；内部装有加热器，具有镜头防霜功能。 g 采用l i g h t p o i n t e p a t e n t p e n d i n gf o r c e 技术( f r e e s p a c eo p t i c a lr a d i o c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n t ) 可补偿纯光通信带来的限制。使用无须许可证的扩展频谱 i s m 频带的l b s1 0 0 1 0 微波备份交换产品，可克服有雾天气的限制。 ( 3 ) a i r f i b e r 公司位于美国加州s a nd i e g o ，9 8 年5 月成立，主要服务于大城市大楼 宽带接入。它的产品称为o p t i m e s h ，网络结构为网状拓扑结构，短距离6 2 2 m b s 无 线光传输系统。产品特点有： a 运行中心由交换、路由、服务平台、n m c s 、网关到载体i s r s 。 b 主干传输由光纤环、a d m s 、光纤铜线分布、微波链路等。 c 从核心网到初级用户网包括a i r f i b e r 节点、楼房p o p 、初级n t u 或服务平台。 d 基础服务提供用户l a n 、p b x 、布线、终端设备、电话、计算机。 ( 4 ) c a n o n 是世界著名生产光学仪器的公司，利用在光学系统方面的优势，也踏足 空间激光通信系统的领域。主要产品有：c a n o b e a m d t - 5 0 ，速率从2 5 m b s 到6 2 2 m b s 。 可连接f a s t e t h e r n n e t ，f d d i ，a t m 。特点是具有自动跟踪系统，调整探测器件的位 置以检测激光束的光轴，所以不因建筑物的摆动和震动而使传输中断。同时，镜头自 动跟踪特性增加传输距离达2 k m 。c a n o b e a mi i i ：数据率达到6 2 2 m b s ，有不同的网 络接口，如a t m ，f d d i ，f a s te t h e m e t ，并可选择s n m p 的t c p i p 。 就国内空间光通信的发展来说，还基本在起步阶段。有几家研究所与公司由于跟 踪这项技术比较早，所以现在在实验室作出了自己的样机，但是还没有一家公司规模 性的来生产空间光通信设备。当然这也有空间光通信设备由于本身的可靠性，在国内 暂时不被运营商看好的因素。这几家样机比较成熟的单位有：桂林三十四所，清华同 方有限公司，中科院成都光电技术研究所，深圳飞通有限公司，上海光机所等。 桂林三十四所主要进行军品的研究，现在推出的大气激光通信机样机也是在军品 的基础上进行民用化改造完成的。三十四所早在1 9 9 7 年4 月曾派员到俄罗斯，就激 光大气通信技术及应用情况进行了实地考察。它的样机在2 0 0 1 年2 月由主管部门进 2 行设计定型，现在已经有部分投入试用。它的产品的主要性能参数有以下一些，传输 速率：8 m b s ，3 4 m b s ，1 5 5 m b s ；工作波长：8 5 0 r i m ；通信距离：l - - 4 k m ；光发射功 率：4 0 r o w 。 清华同方在2 0 0 2 年9 月推出了面向未来的无线光链路的空间通信产品o w l i n k e 1 0 0 。o w l i l l ke 1 0 0 提供了可以无缝集成到已有以太网的1 0 1 0 0 m 以太网接口，其 独特的快速追踪技术提供了网络的高链接速度，同时还遵循了严格的一级激光眼睛安 全标准。并且该产品的自动校准技术和简洁的设计使得安装非常简单，用户可以通过 s n m p h t t p 协议和友好的图形界面监控o w l i n ke 1 0 0 设备。针对由于自然原因导 致的楼层扰动，清华同方获得专利的快速追踪系统具有自动校准功能，能减少安装时 间和费用，同时提供了在地震等异常情况时的恢复速度，时刻保持点对点之间的高可 靠性连接。 中科院成都光电技术研究所引进国外公司先进的激光器及其附属电路，利用自 己在光学器件上的优势，开发出了工作波长为8 5 0 r i m 、传输速率速率：1 0 m b s ，可以 传输1 公里、4 公里两种距离的两款产品。1 3 1 1 3 主要研究内容 通常单模半导体激光器的功率较小，难以适应空间激光通信的要求，为了实现以 较大功率的单模光束，人们发展了很多办法。本论文将研制一种半导体激光放大器， 并采用此放大器解决上述问题。具体研究内容包括该放大器的结构设计及加工工艺。 实验设计的器件为主振放大结构( m o p a ) ，主振荡器由波长满足大气传输低损耗 窗口的8 5 0 r i m 半导体激光器提供，放大器由一个镀有抗反射涂层( a i u 的半导体激光 器，二者单片集成以满足空间激光通信的要求。 加工工艺的研究包括针对该器件结构的制备工艺，以及m o p a 端面光学膜的设计 与制各等。 3 第二章半导体内量子跃迁的物理基础 2 1 半导体内的量子跃迁 半导体激光器的基本原理系基于电磁辐射与半导体( 内部载流子) 的相互作用。与 光子和原子中的电子相互作用类似，半导体中电子与光予间的相互作用。 光的自发发射 直接带隙半导体中，在热平衡条件下( 或者某种注入电流的激励下) 导带和价带内分 别占有一定数量的电子与空穴。导带中的电子以定的几率随机的与价带中的空穴复 合并以光子的形式放出复合所产生的能量，这一过程称为自发光发射跃迁。特别是当 半导体处于激励状态下，导带占有的电子密度很高时，自发发射产生光子的几率就很 大。这是半导体发光二极管的工作原理基础。 光的受激吸收 当具有适当能量的光子与半导体作用时可以把能量传递给价带中的电子，使他具 有更大的几率跃迁到导带，从而在半导体中产生电子空穴对。这个跃迁过程叫受激光 吸收。这是半导体光探测器的工作原理基础。 受激光发射 如果具有适当的能量的光子去激励导带中的电子使之与价带中的空穴复合并发射 另一个光子，则这时发射的光子与入射光相同的特征( 如频率，相位，偏振等) 。这种跃 迁过程称为受激光发射。它能使入射光得到放大或当外界提供谐振条件时产生自激光 发射。这是半导体激光器( 放大器) 的工作原理基础。 显然以上三种过程是相互联系而又有区别的。受激吸收与受激发射是互逆的跃迁 过程。但是若用某种激励方法使导带底的电子数大于价带顶的空穴数，则产生受激光 发射的几率就将大于受激光吸收的几率，因而可以得到净的受激光发射。这就是所说 的，当半导体的导带、价带内达到粒子数分布反转条件时，半导体具有“光增益”特性。 非辐射复合 除了以上三种过程外，也可能发生其他跃迁过程，如电子从高能态跃迁到低能态 的深能级上，把能量传给晶格的原子使其振动能量增加。即声子能量增加，这成为“热 跃迁”。也可能跃迁中不是以发射光子的形式释放能量而是传给第三个电子( 或空穴) 使 其发生跃迁。这种过程称为俄歇( a u g e r ) 复合过程。这些都是非辐射跃迁，通常在半导 体器件中不希望发生非辐射跃迁过程。 半导体内量子跃迂的特点 由于半导体能带中电子( 空穴) 的态密度很高，因此在光子作用下产生的跃迁不是分 立的、固定的两个能级之间，而是发生在导带和价带之间。在分析半导体的跃迁过程 中不仅要考虑电子的跃迁几率，还必须考虑参与跃迁的电子态密度分布，而这又与掺 杂浓度和激励水平有关，因此，半导体中的跃迁过程具有明显不同于双能级系统的特 4 点： 1 ) 半导体能带中电子的态密度很高，用来产生粒子数反转分布的电子数很大，因 而可能具有很高的量子跃迁几率，获得很高的光增益系数( 5 0 0 n - 11 0 0 c m 1 ) 【“j 。 2 ) 半导体中同一能带的载流予相互作用很强。这种相互作用过程的碰撞时间比辐 射过程的时间常数要小，所以发生电子跃迁后，留下来的的空态能够很快的被带内电 子所补充，使能带内仍保持激励态的准平衡分布，可以用准费米能级描述载流子的分 布特性， 3 ) 半导体中被激发的电子态可以通过扩散或传导在晶体中传播，因此有可能用比 较简单的办法( 如p - n 结注入) 使半导体内很快达到并维持其粒子数分布反转状态，可以 实现很高的能量转换效率，这是半导体激光器的突出优点。 4 ) 半导体中跃迁发生在占据一定能量范围的大量导带电子和价带空穴之间，因此 辐射谱线较宽。 2 2 爱因斯坦关系 电子在半导体能带之间的跃迁只能始于电子的占有态而终止于电子的空态，因此， 跃迁速率应该近似的正比于与跃迁有关的初态为占有态的几率和终态为空态的几率。 可以认为自发发生的跃迁的量子系统仍处于热平衡状态，描写电子占据几率的函数仍 可使用导带和价带中各自的准费米能级。 影响跃迁速率的另一个重要因素是跃迁几率，包括：受激吸收跃迁几率尽，受激 发射跃迁几率垦，自发发射跃迁几率如。这些参数决定半导体受外界光场作用时发 生电子态跃迁几率的大小。是决定半导体吸收系数和增益的一个基本参量。 如、垦。、且：都是特征参数，相互之间存在一定的关系。在最简单的情况下，即 热平衡条件下，总的向上的跃迁速率应该等于向下的跃迁速率。由这一条件可以求得 三个系数之间的关系。 热平衡条件下，总的发射速率等于总的吸收速率。即： ( 妒) + 嘞( 肼) = ( j f ) ( 2 1 ) 由此可以导出光子密度： s ( 易- ) 2 瓦m 2 1 至云乏耍1 三瓦 g 2 ) 岛。z ( 1 一工) 热平衡条件下，有点品= 点0 所描述的统一的准费米能级所表达的分布函数，则有： 嬲= 酬学， 式( 2 2 ) 可以改写为： 双) i 鲁南 亿4 ) 警荨 ， 踯雌摹 令色散项( 1 + 红罢争产1 ，比较式( 2 5 ) 与( 2 6 ) - - 得： 吐凸2 1 铲警耻z ( 剐毛 ( 2 8 ) 6 第三章半导体激光放大器( s l a ) 原理 由于光通信系统中存在能量传输损耗和色散，传输距离受到限制，需要进行光放 大。目前有两类光放大器件：1 ) 掺e r 光纤放大器( e d f a ) ；2 ) 半导体激光放大器( s l a ) 。 e d f a 是可用于海底光缆或陆上长距离光纤通信系统的放大器。而s l a 的体积小，可 以由电流直接激励并有在集成光路方向上的应用前景，因此人们仍在抓紧研究。此外， 它还可以用到光子开关、光互联及光发射机、光接收机的光子集成回路中去四。 s l a 是一种结构类似于半导体双异质结激光器( d hl d ) 的具有光增益的光电器 件。激光二极管随着注入电流的加大，粒子数反转达到一定程度，在二极管内就会开 始出现增益。与介质变为透明相对应的电流即为s l a 的阈值电流。超过此阈值，二极 管就开始出现放大功能。若再增大注入电流，达到更高的增益时，则会出现两种情况： 一种是提供具有平行反射腔面的内部光反馈机构( 如f p 腔，面发射二极管的垂直反射 腔) ，增益又能超过材料内部的总损耗，此时二极管表现为激光器；另一种情况是两 个端面镀上抗反射膜，此时就不能建立激光振荡，即使注入电流超过阈值电流厶， 二极管也只能表现为对输入光的放大行为，直至内部增益趋于饱和。 s l a 有三种结构，即法伯腔s l a ( f p s l a l ，行波s l a ( t w s l a ) 和注入锁定 s l a ( i l s l a ) 。前两者的主要差别在于端面反射率不同，而i l s l a 在结构上与f p s l a 完全相同，但它被偏置在阈值电流以上，如果将弱的单模光注入此放大器，则将得到 高功率单模输出，该类放大器不宜应用在集成单片m o p a 中，故暂不讨论。 f p s l a 实质上是偏置在振荡阈值电流以下的超辐射发光二极管( s l d ) 。由于端面 反射率较大( 3 0 左右) ，它在两个端面形成的腔之间发生再生谐振放大，可使外来的 光信号获得较大的腔内增益。但是，对于这种放大器，需要输入信号与f p 腔谐振模 之间有精密的频率匹配，以获得最大的信噪比，因而它的增益带宽很窄，基本上是一 个f p 腔的纵模线宽( 2 0 d b 时，变得几乎与g o 无关。 3 1 3 放大器嗓声 所有激光放大器都会使被放大信号的信噪比变坏，因为在放大时，信号上要叠加 1 0 自发发射。这样，半导体激光放大器的总噪声由四个分量组成：信号与自发发射差拍 噪声；自发发射与自发发射差拍噪声；放大信号的散粒噪声和自发发射散粒噪声。其 中最主要的是信号与自发发射差拍噪声，特别在高功率工作时，它占绝对优势。可以 用系数e 来表示信噪比( s n r ) 的变坏，e 叫放大器的噪声指数( f i g u r e ) 嗍。 f ：( s n r ) n , “( s n r ) o 。 ( 3 1 3 ) 当用光检测器将光信号变为电流时，s n r 指的就是被产生的电功率与输入的光功 率之比。通常e 取决于若干检测器参数，如散粒噪声和热噪声。如果考虑为理想的探 测器，e 只受散粒噪声限制，则可得到的简单表达式： m = 等= 蒜= 南 式中， = r 己是平均光电流，r = p 加是具有量子效率为1 的理想探测器的 响应度，而 = 2 e ( r 圪) v( 3 1 5 ) 是忽略暗电流贡献的，带宽为厂的散粒噪声。为了估价被放大信号的s n r ，应当 加上自发发射对接收机噪声的贡献。 在整个放大器的增益带宽范围内，自发发射的谱密度是常数，它可以写为： 缈) = ( g 一1 ) f l j v ( 3 1 6 ) 式中，p ) 表示两边的谱密度，岛为自发发射因子或粒子数反转系数。对于粒 子数完全反转的放大器( 即全部原子在上能级) ，岛为l ( 当粒子数不完全反转时岛 1 ) ， 对于两能级系统： 尾= 2 ( 2 一1 ) ( 3 1 7 ) 式中，1 ，2 分别对应于低能级和高能级上的原予分布。自发发射的影响是增 加了被放大功率的波动，光电检测时就转变为电流波动。 对于接收机噪声的主要贡献来源于信号与自发发射差拍噪声。这种差拍现象类似 于相干系统中的外差控制。自发发射和被放大的相干信号在光检测器上综合并产生差 拍分量。光电流的变化可写为： 盯2 = 2 e ( r g p m ) a f + 4 ( r g p m ) ( r s , p ) a f ( 3 1 8 ) 式中各符号的意义前面都作过说明。第一项是散粒噪声，第二项是信号与自发发 射差拍噪声。为简单起见，忽略所有其他噪声，则被放大信号的信噪比为： ( 册) = 譬= 孕* 岳 c f o 4 s 一： 式中最后的近似是在忽略( 2 1 8 ) 式中第一项的情况下，l l p g ：l 时适用。 将式( 3 1 4 ) 和式( 3 1 9 ) 代入式( 3 1 3 ) 可写出放大器的噪声指数，对仍用表达式 ( 3 1 6 ) ，n - e = 2 岛( g d g z 2 p s , ( 3 2 0 ) 该式表明，即使对于理想放大器，其夕二= l ，它被放大信号的信噪比s n r 也要降 低2 倍或3 d b 。对于很多实际的放大器，最要超过3 d b 约在4 d b - - - s d b 。对于用在光通信 系统中的放大器，只应当尽量低1 7 j 。 3 2 放大器种类的选择 一般意义上的半导体放大器分为f p s l a 和t w - s l a ，但由于f - p - s l a 的带宽很 小，通常作为信息器件，对本文的设计不适用，在此不详细讨论了。 本文选择t w s l a 作为m o p a 中放大器的模型。下面对t w - s l a 作一简单介绍： 如果端面的反射反馈能得到抑制，则该放大器就是一个行波放大器。降低反射率 的最简单的办法就是在端面蒸镀抗反射膜。作为t w s l a ，其端面反射率必须尽量小。 而最小反射率又与放大器自身的增益有关。考虑接近腔谐振时g 。的最大值和最小 值，可以估计出腔面反射率的容差。可以很容易的证明g f , 。，与6 k 面的比值为： a g ：坠些：【竺磐 g 矗柚1 - g 墨垦 ( 3 2 1 ) 如果a g 超过3 d b ，放大器的带宽则由腔的谐振决定，而不是由增益谱确定。为 保持a g 2d b ，腔面反射率必须满足下列条件； g 置岛 o 1 7 n ，、 、。， 只要满足式( 3 2 2 ) ，这个s l a 就是t w s l a 。 要得到一致性、重复性很好的低反射率膜比较困难。有人发展了别的技术来降低 s l a 的反射反馈。一种是采用倾斜条形结构，即将有源区条形与腔面的垂直方向倾斜 一个角度。由于存在一个角度，从腔面的反射光束和正向光束就分开来了。当然还会 产生某些反射，但将高质量抗反射膜限* 1 - 2 ) 与斜条结构结合使用可以得到接近于 l o - 3 的反射率。另一种办法是在有源层和腔面之间插入一个透明的窗区，光束在到达 半导体空气界面时，在窗区内就被分束了。反射柬的再一次分束就使得它不能被耦 合进很薄的有源层。这种结构叫掩埋腔面或窗腔结构，当与抗反射层结合使用时， 可得到更低的反射率，但是工艺上非常复杂，难以实现【”。 3 3t w _ s l a 的特性 3 3 1t w - s l a 带宽 s l a 的放大系数由式 q ( y ) 2 面丽耵o 瓦- & 丽) o - 面r 2 ) g 币( v ) 而丽j 3 2 3 ) 给出，当满足式( 3 2 2 ) 时，g ) 的频率关系决定了q d ) 的频率关系。测量的 放大器增益表现i ：1 ：1 起伏，反映腔面剩余反射率的影响。 波长lq 囊) 图3 3 在不同电流下，s l a 增益与信