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VCSEL阵列激光器的制作与测试的中期报告
VCSEL阵列激光器是一种可控制光输出方向、较高功率、高效的二极管激光器。它被广泛应用于光通信、光存储、医学、军事等领域。本文的中期报告对VCSEL阵列激光器的制作和测试过程进行了详细的阐述，包括设计、制备、工艺流程和测试方案。
一、设计与制备
VCSEL阵列激光器是由多个VCSEL单元组成的阵列。设计VCSEL阵列激光器需要考虑以下因素：光输出功率、波长、阵列尺寸、单元间距、阵列排列方式等。我们设计了一款一维VCSEL阵列激光器，包含16个单元，每个单元的尺寸为10x10um，排列方式为线性排列。波长选择为850nm，因为这个波长在光通信和光存储中应用非常广泛。根据设计图纸，我们使用数字光刻和电子束光刻对芯片进行制备。
二、工艺流程
制作VCSEL阵列激光器的工艺流程主要包括光刻、干法刻蚀、电极沉积、退火等步骤。
1.光刻
光刻是制备VCSEL阵列激光器的重要步骤。我们采用了数字光刻技术，使用光刻胶覆盖整个芯片，并在光刻机上进行对位曝光。光刻机曝光完毕后，我们将芯片放入显影液中进行显影。显影后，我们得到了VCSEL阵列激光器的图案。
2.干法刻蚀
VCSEL阵列激光器最主要的结构是两个反射镜之间的可振荡介质，也就是DBR(DistributedBraggReflector)。我们采用干法刻蚀的方法来制备DBR层。首先，我们使用电子束光刻技术制备出掩膜（这里我们通过掩膜将芯片分为两个部分，一部分是激光器阵列，另一部分是背面反射镜）。在刻蚀时，我们使用CF4和O2作为刻蚀气体。刻蚀完成后，我们得到了DBR层。
3.电极沉积
电极是VCSEL阵列激光器的重要部分，它将正/负极性应用于单个VCSEL单元。我们使用磁控溅射的方法，在芯片的顶部和底部分别沉积金属电极。
4.退火
退火是VCSEL阵列激光器工艺流程中的最后一步。我们使用氮气氛围下进行退火，以消除应力和提高电学性能。
三、测试方案
完成VCSEL阵列激光器的制备后，我们需要进行测试。我们采用了以下测试方法：
1.光电流测试
利用宽带光源对VCSEL阵列激光器进行照射，使用电流表测量光电流。
2.光功率测试
利用功率计对VCSEL阵列激光器进行测试，测量光功率输出。
3.频率特性测试
利用高于激光器输出频率的扫频信号进行测试，记录响应曲线。
4.I-V特性测试
使用电流源测量器和电压源测量器，记录I-V性能曲线。
5.局部反射率测试
利用探针笔记录单个VCSEL单元区域反射率曲线，衡量DBR镜面的效力。
以上是我们使用的测试方案，我们将对测试结果进行分析和评估。
总结
在VCSEL阵列激光器的制作和测试过程中，我们首先进行了设计，然后通过数字光刻和电子束光刻技术制备了芯片，随后采用光刻、干法刻蚀、电极沉积、退火等工艺流程。完成芯片的制备后，我们进行了光电流、光功率、频率特性、I-V特性和局部反射率等方面的测试。我们将根据测试结果对VCSEL阵列激光器进行评估，为后续工作提供重要参考。