半導(dǎo)體激光器腔面鍍膜工藝的研究.pdf

1、大功率半導(dǎo)體激光器作為一種新型的激光光源，具有較高的光電轉(zhuǎn)換效率和可靠的工作穩(wěn)定性并且體積和驅(qū)動(dòng)簡單，具有極其廣泛的應(yīng)用前景。但是實(shí)用的器件必須具有良好的輸出特性、高的可靠性，而這些都與激光器腔面反射鏡有關(guān)，合適的腔面反射鏡不但能夠較大的改善激光器的輸出特性，而且能夠極大的提高激光器的可靠性。因此，對大功率半導(dǎo)體激光器腔面反射鏡進(jìn)行研究具有極為重要的意義。本論文的主要研究內(nèi)容如下： 以980nm應(yīng)變量子阱激光器為例對應(yīng)變量子阱激

2、光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備工藝進(jìn)行了分析研究。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)波導(dǎo)層、限制層和有源層的厚度及組分，我們設(shè)計(jì)了具有窄發(fā)散角、低閾值和高效率的InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱激光器結(jié)構(gòu)。 詳細(xì)介紹了半導(dǎo)體激光器腔面鍍膜工藝對半導(dǎo)體激光器性能的改善，從閾值電流、斜率效率、輸出功率、激射波長以及器件可靠性等不同方面闡述了激光器腔面鍍膜的作用。對增透膜與高反膜膜系的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行了系統(tǒng)分析并對半導(dǎo)體激光器腔面高反膜進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬。 對大功率

3、半導(dǎo)體激光器前腔面反射鏡反射率進(jìn)行了優(yōu)化。分別根據(jù)斜率效率、閾值電流、激射波長和在一定的驅(qū)動(dòng)電流下的功率效率對激光器腔面反射鏡的反射率通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果顯示，相對于未鍍膜器件，器件特性得到了顯著提高。對808nm器件，斜率效率可由未鍍膜時(shí)的0.77W/A提高到1.27W/A，驅(qū)動(dòng)電流為500mA時(shí)，功率效率可由未鍍膜時(shí)的33.9％提高到55％，而閾值電流由91mA下降到68mA；對980nm器件，斜率效率可由未鍍膜時(shí)的0.

4、60W/A提高到0.94W/A，驅(qū)動(dòng)電流為500mA時(shí)，功率效率可由未鍍膜時(shí)的32.7％提高到49％，而閾值電流由77mA下降到68mA。 對激光器腔面鍍膜的溫度控制進(jìn)行了研究，通過老化試驗(yàn)分析得到在鍍膜過程中選擇120℃左右的溫度是使激光器腔面薄膜性能最好的溫度范圍，對提高器件輸出特性和可靠性都有良好的作用。 對大功率半導(dǎo)體激光器腔面鍍膜工藝優(yōu)化及其對可靠性的影響進(jìn)行了研究。對腔面鍍膜的離子預(yù)清洗工藝、ZnSe鈍化層和