大功率無鋁808nm半導(dǎo)體激光器的研究.pdf

1、大功率半導(dǎo)體激光器廣泛用于泵浦固體激光器、信息存儲(chǔ)、醫(yī)療及軍事領(lǐng)域.波長808 nm的大功率半導(dǎo)體激光器是Nd:YAG固體激光器的理想泵浦源.以前該波段主要用A1GaAs/GaAs材料.但Al極易被氧化,嚴(yán)重影響激光器的性能.無鋁材料InGaAsP/GaAs克服了這些不足.其主要的優(yōu)點(diǎn)是具有更高的災(zāi)變性光學(xué)損傷閾值.因此無鋁InGaAsP/GaAs激光器的性能更優(yōu)越.該文對無鋁InGaAsP/GaAs激光器進(jìn)行了以下的研究:1.分析了無

2、鋁808nm半導(dǎo)體激光器現(xiàn)有最優(yōu)結(jié)構(gòu)-Wade等人于1998年研制的,指出所用InGaAsP/GaAs材料比A1GaAs/GaAs主要優(yōu)越在不易氧化、抗COD能力強(qiáng)等方面;找到了提高抗COD能力的簡單而有效的方法一增大出光面面積,為設(shè)計(jì)更優(yōu)結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高功率指明了方向.2.研究了無鋁808nm半導(dǎo)體激光器的材料參數(shù).給出In<,1-x>Ga<,x>As<,y>P<,1-y>的材料參數(shù),并對主要參數(shù)進(jìn)行深入研究.計(jì)算出了In<,1-x>

3、Ga<,x>As<,y>P<,1-y>/GaAs組份x和y間的約束關(guān)系,這是目前所知首次給出此關(guān)系式.此約束關(guān)系的作用(1)簡化了晶格常數(shù)、禁帶寬度與組份的關(guān)系,畫出了對應(yīng)的立體圖,使我們不再局限于以往平面圖中給出的帶隙、晶格常數(shù)和組分間的關(guān)系.(2)在給出了折射率和組份的關(guān)系后,如果應(yīng)用此約束關(guān)系,極有可能找到折射率和帶隙的直接關(guān)系式,這是用簡單方法找到重要關(guān)系式的有效方法.(3)還可運(yùn)用得到約束關(guān)系可以化簡其它參數(shù).(4)給材料設(shè)計(jì)

4、者帶來方便,簡化后的參數(shù)和組分間關(guān)系簡單明了.3.研究了無鋁808nm半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu).在分析現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,改進(jìn)目前了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)(加寬量子阱,增加阱數(shù)),提出了新結(jié)構(gòu).詳細(xì)研究了提出的以下兩種結(jié)構(gòu):(a)寬波導(dǎo)指數(shù)展寬條形激光器,做到了兼顧了大功率輸出和穩(wěn)定模式,這是以往激光器無法實(shí)現(xiàn)的;(b)隧道級聯(lián)多有源區(qū)激光器,這是沈光地教授提出的新型激光器結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了量子效率大于1,這是其他激光器不能實(shí)現(xiàn)的.該文給出了針對波長808nm的隧道