论文部分内容阅读
半导体激光器具有波长范围宽、体积小、重量轻、寿命长、成本低、易于大量生产,因此品种发展快,应用范围广,已覆盖了整个光电子学领域。半导体激光器已成为当今光电子科学的核心技术。808nm半导体激光器作为泵浦源泵浦Nd:YAG激光器,比传统灯泵浦具有更高的转换效率,而泵浦源的可靠性决定着整个固体激光器件的可靠性。808nm半导体激光器在军事、精密机械零件的激光加工、印刷业和医学领域都有重要应用。虽然有源区中的铝有助于产生期望的波长,但是含铝有源区容易氧化和产生暗线缺陷,致使腔面光学灾变功率密度减小,极容易发生灾变性光学损伤,从而限制了激光器的功率和寿命。无铝材料比含铝材料具有高的腔面光学灾变功率密度、热导率和电导率,且不易氧化。本文制备808nm InAlGaAs量子阱半导体激光器和无铝GaAsP量子阱半导体激光器,证明无铝GaAsP量子阱大功率半导体激光器比含铝InAlGaAs量子阱大功率半导体激光器具有高的器件性能。具体研究工作如下:(1)介绍了808nm量子阱半导体激光器应用以及研究现状,论述了含铝量子阱与无铝量子阱的优缺点。对808nm半导体激光器的基本工作原理和评估大功率半导体激光器工作特性的主要参数及其评估意义做了详细介绍。(2)介绍了制备大功率半导体激光器的各个工艺环节以及涉及的具体参数值,在对传统工艺的实施和研究基础上,对工艺提出改进,包括光刻、腐蚀、溅射等方面。获得器件的性能参数。(3)理论计算并分析了半导体激光器结构参数对量子阱性能的影响,对影响激光器特性的结构参数进行了全面优化,设计808nm半导体激光器量子阱结构。在此基础上设计In AlGaAs量子阱半导体激光器和无铝GaAsP量子阱半导体激光器结构并进行MOCVD外延生长,工艺制备并测量结果,同时根据其测试结果进行结构和外延条件的优化,最终得到优化后的半导体激光器结构。(4)根据优化后的半导体激光器结构制备外延片,封装成条宽为100μm,引线孔宽度为95μm,腔长为1000μm的未镀膜单管并测量光电特性。证明无铝GaAsP量子阱大功率半导体激光器具有高的腔面光学灾变功率密度、输出功率和效率。无铝GaAsP量子阱大功率半导体激光器斜率效率最高达到0.96W/A,阈值电流0.3A,COD功率达到4.9W左右。