可调谐VCSEL的低应力MEMS悬臂结构设计

作者：裴丽娜; 邹永刚; 石琳琳; 王小龙; 范杰; 王海珠

来源：红外与激光工程, 2019, 48(04): 229-235.

• MEMS
• 米塞斯应力
• 蝴蝶结
• 可调谐VCSEL

针对GaAs基和InP基材料的波长可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL)中微机电系统(MEMS)应力集中引起结构损坏的问题开展研究。设计了蝴蝶结状MEMS悬臂结构,在保证最大位移不变的情况下,降低了悬臂固定端所受的米塞斯应力,提高了器件的可靠性。采用COMSOL软件对蝴蝶结状悬臂结构的各项参数对力学特性的影响进行了优化与分析。结果表明:优化后的蝴蝶结状MEMS悬臂结构固定端的最大米塞斯应力相比于等截面状悬臂结构最大降低了64%,对于GaAs基材料的蝴蝶结状MEMS波长可调谐VCSEL自由光谱范围可达45 nm。

• 单位
  长春理工大学; 高功率半导体激光国家重点实验室