超辐射发光二极管(SLD)是传感系统光源的一种,其发光特性介于激光器(LD)和发光二极管(LED)之间。因其有着较宽的光谱、较高的功率、弱时间相干性等特点,已经被应用于惯性导航系统、光缆施工检修设备、医疗仪器等领域中。近年来迅速发展的物联网、人工智能等领域对传感系统精度的更高要求,使得SLD光源中决定传感系统精度的重要指标之一——偏振特性成为了当下SLD研究的热点,因此开展SLD偏振特性的研究与控制,对于进一步拓展SLD在实际工程领域中的应用范围与场景将有着重要意义。基于本实验室已有半导体器件工艺积累,本论文以GaAs基量子点SLD和量子阱SLD为研究对象。系统开展SLD的工艺制备与优化,研究不同波导参数、出光方向、刻蚀深度、电流注入位置对偏振特性的影响,主要研究工作与取得的成果如下。1、优化了 SLD器件的关键制备工艺:(1)在光刻显影、脊波导刻蚀中使用玻璃与聚四氟乙烯提篮承载晶片,提升了显影与刻蚀出的图形边缘的陡峭程度;(2)在溅射P面Ti/Pt/Au电极后的带胶剥离中引入水浴槽恒温加热,显著降低了带胶剥离的难度;(3)在晶片减薄工艺中利用特定厚度的薄外延片对晶片进行保护,有效规避了晶片的过度减薄风险。2、基于浅刻蚀的双沟J型脊波导结构,成功制备出了 GaAs基量子点SLD,脊宽10μm、腔长3mm、弯曲角度10°的SLD管芯,在室温下实现了 1300nm波段的连续超辐射发光,注入电流350mA下,靠近弯曲波导的端面出光功率为6mW,光谱宽度24.3nm,功率带宽积为146nm·mW。3、将GaAs基量子点SLD改为靠近直波导的端面出光,再借助探针改变有源区的电流注入位置,利用偏振度测试仪检测SLD发光的偏振特性变化,最后焊接热沉。经实验发现:出光方向、弯曲角度、波导脊宽、电流注入位置、腔长均会影响SLD出射光的偏振度指标,在脊宽5μm、腔长2mm、弯曲角度10°的SLD管芯上、将靠近直波导端面处做为电流注入点时,偏振度变化范围为4%—99%,成功实现了出射光偏振度的大范围变化。4、成功制备出了基于深刻蚀的双沟J型脊波导的GaAs基量子阱SLD,脊宽4μm、腔长2mm、弯曲角度8°的SLD管芯,实现了室温脉冲超辐射发光,注入脉冲电流375mA(占空比10%,重复频率500HZ)时,靠近弯曲波导的端面出光功率为6.5mW。