發(fā)布時(shí)間：2017-11-29 04:20

  本文關(guān)鍵詞：808nm無鋁GaAsP量子阱大功率半導(dǎo)體激光器的制備與研究

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【摘要】：半導(dǎo)體激光器具有波長(zhǎng)范圍寬、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、成本低、易于大量生產(chǎn),因此品種發(fā)展快,應(yīng)用范圍廣,已覆蓋了整個(gè)光電子學(xué)領(lǐng)域。半導(dǎo)體激光器已成為當(dāng)今光電子科學(xué)的核心技術(shù)。808nm半導(dǎo)體激光器作為泵浦源泵浦Nd:YAG激光器,比傳統(tǒng)燈泵浦具有更高的轉(zhuǎn)換效率,而泵浦源的可靠性決定著整個(gè)固體激光器件的可靠性。808nm半導(dǎo)體激光器在軍事、精密機(jī)械零件的激光加工、印刷業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。雖然有源區(qū)中的鋁有助于產(chǎn)生期望的波長(zhǎng),但是含鋁有源區(qū)容易氧化和產(chǎn)生暗線缺陷,致使腔面光學(xué)災(zāi)變功率密度減小,極容易發(fā)生災(zāi)變性光學(xué)損傷,從而限制了激光器的功率和壽命。無鋁材料比含鋁材料具有高的腔面光學(xué)災(zāi)變功率密度、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率,且不易氧化。本文制備808nm InAlGaAs量子阱半導(dǎo)體激光器和無鋁GaAsP量子阱半導(dǎo)體激光器,證明無鋁GaAsP量子阱大功率半導(dǎo)體激光器比含鋁InAlGaAs量子阱大功率半導(dǎo)體激光器具有高的器件性能。具體研究工作如下:(1)介紹了808nm量子阱半導(dǎo)體激光器應(yīng)用以及研究現(xiàn)狀,論述了含鋁量子阱與無鋁量子阱的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)808nm半導(dǎo)體激光器的基本工作原理和評(píng)估大功率半導(dǎo)體激光器工作特性的主要參數(shù)及其評(píng)估意義做了詳細(xì)介紹。(2)介紹了制備大功率半導(dǎo)體激光器的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)以及涉及的具體參數(shù)值,在對(duì)傳統(tǒng)工藝的實(shí)施和研究基礎(chǔ)上,對(duì)工藝提出改進(jìn),包括光刻、腐蝕、濺射等方面。獲得器件的性能參數(shù)。(3)理論計(jì)算并分析了半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)量子阱性能的影響,對(duì)影響激光器特性的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了全面優(yōu)化,設(shè)計(jì)808nm半導(dǎo)體激光器量子阱結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)In AlGaAs量子阱半導(dǎo)體激光器和無鋁GaAsP量子阱半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)并進(jìn)行MOCVD外延生長(zhǎng),工藝制備并測(cè)量結(jié)果,同時(shí)根據(jù)其測(cè)試結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)和外延條件的優(yōu)化,最終得到優(yōu)化后的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)。(4)根據(jù)優(yōu)化后的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)制備外延片,封裝成條寬為100μm,引線孔寬度為95μm,腔長(zhǎng)為1000μm的未鍍膜單管并測(cè)量光電特性。證明無鋁GaAsP量子阱大功率半導(dǎo)體激光器具有高的腔面光學(xué)災(zāi)變功率密度、輸出功率和效率。無鋁GaAsP量子阱大功率半導(dǎo)體激光器斜率效率最高達(dá)到0.96W/A,閾值電流0.3A,COD功率達(dá)到4.9W左右。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248.4
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本文編號(hào)：1236178