發(fā)布時間：2019-08-05 18:22

【摘要】：半導(dǎo)體激光器在實際應(yīng)用中有著重要的意義,它的體積小、功耗低、壽命長、電光轉(zhuǎn)換效率高、波段覆蓋范圍廣,并可采用簡單的注入電流的方式使激光器激射。同時它的工作電壓和電流與集成電路兼容,因此可用于單片集成,還可用高達GHz的頻率直接進行電流調(diào)制以獲得高速調(diào)制的激光輸出�；谏鲜鰞�(yōu)點,半導(dǎo)體激光器在激光引信、激光制導(dǎo)和測距、激光打印機、激光報警、激光微細加工以及激光手術(shù)治療等方面都得到廣泛應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體激光器不斷發(fā)展,對大功率半導(dǎo)體激光器的性能提出更高標(biāo)準(zhǔn),提高半導(dǎo)體激光器的輸出功率、改善半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量成為現(xiàn)階段研究重點。尤其對大功率半導(dǎo)體激光器在大電流工作下,在保證其輸出功率的同時還需保證其輸出光束傳輸質(zhì)量,具體表現(xiàn)在應(yīng)用過程中,耦合到光纖的耦合效率不隨注入電流的變化降低。本論文主要針對980nm大功率半導(dǎo)體激光器的光場特性進行研究分析。研究過程中發(fā)現(xiàn),對激光器光束測量時,輸出光束近場產(chǎn)生光斑跳動現(xiàn)象,并且隨著注入電流的增大,光斑跳動的現(xiàn)象會更加明顯。光斑跳動現(xiàn)象說明半導(dǎo)體激光器內(nèi)部模式不穩(wěn)定,嚴(yán)重影響半導(dǎo)體激光器輸出光束的光束質(zhì)量,導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器輸出功率的下降,光纖耦合效率下降。本論文設(shè)計一種溝槽結(jié)構(gòu),意在改善近場光斑跳動現(xiàn)象,穩(wěn)定耦合效率。本論文的研究工作主要包括:(1)設(shè)計并制備980nm非對稱大光腔單發(fā)光條大功率半導(dǎo)體激光器外延片,其中大光腔結(jié)構(gòu)增大了激光器的出光面積,用來提高大功率半導(dǎo)體激光器COD(catastrophic optical damage)閾值,同時利用非對稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來抑制高階模的激射。(2)引入一種溝槽結(jié)構(gòu),即在半導(dǎo)體激光器的脊形條引線孔內(nèi)采用了以5?m寬為周期的溝槽。溝槽結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器可以將注入載流子有效地限制在溝槽內(nèi),減少側(cè)向“光絲”移動,使得腔室內(nèi)模式趨于穩(wěn)定,進而抑制近場光斑現(xiàn)象。(3)采用對比方案,進行了溝槽結(jié)構(gòu)激光器與普通結(jié)構(gòu)激光器的比較。分別對上述兩種不同結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器進行測試,得到其P-I曲線、耦合前后輸出功率和耦合效率。通過耦合前后輸出功率的一致性以及耦合效率的穩(wěn)定,來說明溝槽結(jié)構(gòu)能有效地抑制側(cè)向光絲移動,進而抑制近場光斑跳動現(xiàn)象。(4)將封裝好的180只無溝槽結(jié)構(gòu)器件進行可靠性測試,其中功率基本未發(fā)生變化72只。本論文中對失效器件進行綜合分析,得出鍍膜后分離時產(chǎn)生的膜撕裂是激光器失效的主要原因。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN248.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張靖;劉剛明;田坤;廖柯;;大功率半導(dǎo)體激光器最新研究進展[J];半導(dǎo)體光電;2007年02期

，

本文編號：2523268