深紫外波段的激光器在高密度光數(shù)據(jù)存儲、醫(yī)療殺菌、激光顯示和衛(wèi)星通信等領域都有著十分廣泛的應用。近幾年來國內外的學者及研究機構都對深紫外波段的激光器有著強烈的探索興趣。目前深紫外激光器選用的是三元化合物AlGaN材料,通過調控A1N和GaN組成的三元化合物AlGaN中的A1組分,可以覆蓋深紫外波段（220nm～280nm）。本研究的目標是激射出265nm波段的激光器件結構,并在該結構的基礎上對器件進行優(yōu)化,以獲得更好的激光輸出特性。本論文的主要工作內容如下:介紹了激光器的國內外發(fā)展現(xiàn)狀,指明該研究方向的意義。并詳細探討了激光器件的工作機制及工作物質—AlGaN材料性質。另外也介紹了對該激光器件進行電學及光學模擬運算所用到的物理方程及其調用的各種模型。本仿真研究的環(huán)境是基于CrossLight公司旗下的Lastip軟件,所以對該軟件的操作流程也做了簡單的說明。本論文所設計激光器為功率型激光器,其目標激射波長265nm。先設計了最基本的雙異質結構,有源區(qū)采用的是Al0.58GaN/Al0.68GaN的量子阱結構。但是此結構生成的光子能量沿器件的有源區(qū)分散,為了使輸出能量集中,在該結構的P型包... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 論文內容與結構安排
        1.3.1 論文內容
        1.3.2 結構安排
2 深紫外激光器的工作原理及器件結構模型
    2.1 激光器工作原理
        2.1.1 有源區(qū)
        2.1.2 波導和腔
    2.2 工作物質-AlGaN材料
        2.2.1 AlGaN材料的物理化學性質
        2.2.2 AlGaN材料能帶模型
    2.3 激光器電學模擬
        2.3.1 電學模擬方程
        2.3.2 漂移-擴散模型
        2.3.3 極化電荷模型
    2.4 激光器光學模擬
        2.4.1 矢量Helmholtz波動方程
        2.4.2 折射率模型
    2.5 本章小結
3 仿真環(huán)境及激光特性介紹
    3.1 CrossLight仿真環(huán)境簡介
    3.2 Lastip軟件介紹
    3.3 Lastip軟件仿真流程
    3.4 激光器特性
        3.4.1 閾值電流密度
        3.4.2 伏—安特性
        3.4.3 輸出光功率
        3.4.4 激光波長
        3.4.5 出射光的發(fā)散角
    3.5 本章小結
4 265nm深紫外激光器設計及其優(yōu)化
    4.1 265nm深紫外激光器基本結構
    4.2 脊型量子阱結構激光器
        4.2.1 有源區(qū)結構優(yōu)化
        4.2.2 電子阻擋層
    4.3 非對稱波導層結構優(yōu)化
        4.3.1 非對稱波導Al組分優(yōu)化
        4.3.2 波導層厚度優(yōu)化
    4.4 激光器輸出特性
    4.5 極化效應對激光器性能影響
    4.6 本章小結
5 265nmBGaN新型激光器
    5.1 BN材料性質
    5.2 六方氮化硼性質
        5.2.1 光電性能
        5.2.2 六方氮化硼與氮化鋁比較
    5.3 265nmBGaN新型激光器建模
    5.4 激光器輸出特性
    5.5 本章小結
6 結論與展望
    6.1 論文工作總結
    6.2 下一步工作的展望
參考文獻
個人簡介、在校期間發(fā)表的學術論文與研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]氮化硼薄膜的微結構及光學性能研究[D]. 張子昌.電子科技大學 2018
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[5]大功率低閾值半導體激光器研究[D]. 劉夢涵.北京工業(yè)大學 2016
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本文編號：3220816