纳米等离子体激光器工艺及性能研究

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1、＇．Ｉ４击外成＊葦ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣｓｃＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯ—ＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ■．－＇．ｍ论文题目纳米等离子体激光器工艺及性能妍究专业学位类别工程硕壬学号２０１３２２０４０５３９作者姓名王鹏指导教师黄小平副教授■．．ｙ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知

2、，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贾献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名２。：日期；如＾年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使巧学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授枚电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇

3、编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：一日期；切／知月兴日分类号密级注1UDC学位论文纳米等离子体激光器工艺及性能研究（题名和副题名）王鹏（作者姓名）指导教师黄小平副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.4.5论文答辩日期2016.5.18学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席刘述章评阅人刘述章孙旭注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。FabricationAndPropertiesofThePla

4、smaNano-LaserAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:PengWangAdvisor:A.P.HuangXiaopingSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要传统的半导体激光器受到光学衍射极限影响，导致其器件特征尺寸已经到达极限。然而，基于表面等离子体的纳米激光器可以将谐振腔尺寸压缩至深亚波长量级。该激光器在生物探测，数据存储，医疗器械，军事应用

5、等领域有着重大的实用价值，已经成为国内外研究焦点之一。本论文主要由以下几部分内容构成：本论文简要介绍了纳米等离子体激光器研究背景、意义。并从纳米激光器与纳米等离子激光器两个方面分别阐述了国内外研究发展现状，表明了目前激光器研究存在的问题。其次描述了基于金属膜/介质膜/纳米线结构的纳米等离子体激光器基本原理以及发光机制，并对此结构进行了模拟仿真。同时论文依据几何光学原理设计了微透镜阵列，用以提升激光器激光发射性能。论文还详细研究了氧化锌纳米线阵列制备工艺并通过扫描电子显微镜对其形貌结构进行观察和表征，然后通过三种不同镀膜方法探究了制作基于表面等离子体的纳米线谐振腔

6、工艺，并设计制作了微透镜阵列以解决纳米激光器光束发散的问题，最终通过工程设计将激光器加工封装成完整器件。通过光、电泵浦对加工封装好的激光器进行了激光发射性能测试。分别对纳米激光器以及纳米等离子体激光器进行了光致激光发射性能测试，并进行了分析对比。利用SEM-EBIC测试系统，研究了氧化锌纳米线阵列样品的p-n结整流特性。进而测试了电泵浦下纳米激光器的激光光谱、电流-输出功率曲线及偏振特性等光学性能。同时研究了在纳米激光器上增加微透镜阵列前后的激光发射性能，验证了微透镜阵列的激光光束准直特性。最后总结了本论文的贡献，并针对国内外发展趋势以及目前存在的不足展望了纳米

7、等离子体激光器下一步研究工作。关键词：纳米等离子体激光器，性能提升，工艺研究，光致发光，电致发光IABSTRACTABSTRACTConventionalsemiconductorlaserwasaffectedbytheopticaldiffractionlimit,resultinginthedevicefeaturesizehasreacheditslimitation.However,thenano-laserbasedontheplasmacouldcompressthesizeofthecavitytodeepsub-wavelengthscale.

8、Thislaserhas