表面等离子体调制底发射垂直腔面发射激光器研究的任务书.docx

表面等离子体调制底发射垂直腔面发射激光器研究的任务书
任务书：表面等离子体调制底发射垂直腔面发射激光器的研究
背景
在光电子学领域中，垂直腔面发射激光器（VCSEL）作为一种高亮度、可调谐、低电流密度和高速率的光源，已经被广泛应用于通信、数据存储、医疗、工业和军事等领域。然而，受到表面态密度限制，VCSEL的输出功率和调制速率存在着一定的局限性。为了克服这个问题，表面等离子体调制底发射（SPP-BottomEmitting）是一种新型的VCSEL结构，它通过表面等离子体调制，实现了对VCSEL输出功率的显著提升和调制带宽的增加。
任务描述
本次研究旨在探究表面等离子体调制底发射结构的VCSEL，包括设计、制备和性能测试，任务内容主要包括：
1.设计表面等离子体调制底发射结构的VCSEL，根据性能需求选定材料，并进行仿真和优化设计。
2.制备表面等离子体调制底发射结构的VCSEL，包括材料选择、样品制备和器件加工等过程。
3.对制备后的VCSEL进行优化设计，测试其输出功率和调制带宽等性能指标，并与传统的VCSEL结构进行比较。
4.观察表面等离子体调制产生的光场分布特点，并分析其对VCSEL性能的影响。
5.探索表面等离子体调制底发射结构的VCSEL的应用前景，分析其在通信等领域中的潜在应用价值。
6.提出进一步的改进建议和研究方向，为表面等离子体调制底发射结构的VCSEL研究提供参考和指南。
研究方法和计划
1.设计仿真：采用电子束光刻（EBL）和激光光刻（Lithography）等技术制备VCSEL的设计图。结合三维电磁场模拟仿真软件COMSOLMultiphysics对设备进行仿真验证。
2.制备样品：选择适当的材料和工艺，并利用多层生长技术进行VCSEL模板样品制备，进而得到表面等离子体调制底发射VCSEL样品。
3.测试性能和分析：利用激光光谱仪、微分探针、电学分析、光学显微镜、电镜、原子力显微镜等工具对制备好的样品进行各种性能测量，如输出功率和调制带宽等。
4.分析数据和结论：加工和测试后，根据数据分析结果得出结论，总结表面等离子体调制底发射VCSEL的优势与劣势，并展望其在未来的应用前景。
5.提出改进建议：总结研究所获结果与数据，提出未来可能的改进方向和研究建议。
时间安排和预算
本研究计划周期为12个月，预算为100万人民币。具体时间安排和预算分配详情如下：
第一阶段：设计仿真和样品制备（2个月，20万人民币）
第二阶段：性能测量和分析（8个月，60万人民币）
第三阶段：结果分析和进一步研究建议（2个月，20万人民币）
总结
本次研究旨在探究表面等离子体调制底发射结构的VCSEL，从设计到制备、测试和分析，希望能为这一新型结构的VCSEL的发展注入新的动力。我们期待本研究能为VCSEL的应用和推广提供新的思路和方向，推动光电子学、信息技术和通信技术等领域的发展。