半導(dǎo)體激光器光學(xué)膜技術(shù)研究.pdf

1、本論文主要圍繞808nm連續(xù)大功率半導(dǎo)體激光器，980nm連續(xù)大功率垂直腔面發(fā)射激光器和1064nm連續(xù)、準(zhǔn)連續(xù)大功率激光列陣模塊光學(xué)膜的研制展開的。 首先，對808nm大功率半導(dǎo)體激光器的腔面膜進(jìn)行了研究，研制出HfO2/SiO2材料系的前后腔面膜。在腔面膜和襯底之間引入一層Al2O3，首次解決了腔面膜附著力不好的問題。鍍膜前后斜率效率由50.2％提高到90.4％，轉(zhuǎn)換效率由22.2％提高到39.8％，最高輸出功率為1.9W(

2、條寬100nm,腔長為1μm)。最高輸出功率和沒鍍膜的器件比提高了2.5-3倍。損傷閾值對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這種膜系優(yōu)于其它結(jié)構(gòu)，說明這種方法具有實(shí)現(xiàn)808nm腔面膜大批量生產(chǎn)的潛力。 其次，對1064nm大功率半導(dǎo)體激光器的腔面膜進(jìn)行了研究，并研制出連續(xù)輸出1060nm和準(zhǔn)連續(xù)輸出1050nm的激光列陣模塊。連續(xù)輸出1064nm激光模塊的芯片寬1cm，腔長1200μm，條寬200μm，填充密度為50％，室溫連續(xù)輸出功率達(dá)到68.5

3、W，光譜半寬為9nm；準(zhǔn)連續(xù)輸出1050nm激光模塊的芯片寬1cm，腔長1200μm，條寬110μm，填充密度為82.5％，在脈寬100μs，頻率1000Hz，電流100A的條件下輸出功率達(dá)到88.6W，光譜半寬為4.2nm。工作波長在1064nm波段的大功率半導(dǎo)體激光器件國內(nèi)尚未見報道。 然后，對980nm大功率垂直腔面發(fā)射激光器的出光窗口增透膜進(jìn)行了深入的研究，研制出性能穩(wěn)定的垂直腔面發(fā)射激光器出光窗口增透膜。不同直徑(20

4、0μm，300μm，400μm，500μm，600μm，700μm，800μm)的器件在鍍增透膜后出光功率均提高了6％，連續(xù)輸出功率達(dá)到1.95W(器件直徑為500μm)。成果通過鑒定達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。 最后，采用特性矩陣法編程計算了規(guī)整、非規(guī)整膜系結(jié)構(gòu)增透膜和高反膜的光學(xué)特性。采用逆矩陣法編程計算了半導(dǎo)體激光器腔面膜的電場分布，得出腔面膜中的電場分布曲線。本論文所有膜系設(shè)計和優(yōu)化均是采用這兩套程序?qū)崿F(xiàn)的。并從理論上設(shè)計出了高