论文部分内容阅读
980nm 半导体泵浦激光器由于其优越的性能引起了人们广大的兴趣，并逐渐取代了其他的一些掺铒光纤激光放大器(EDFA)的泵浦源。在应用中，这种激光器需要高输出能量，长使用寿命和稳定的光学模式。最近世界范围内对该波长的半导体激光器进行了广泛的研究，取得了许多突破性的进展，但是有几个问题仍需要解决：1)提高激光器的输出功率。现在980nm半导体激光器的输出功率已经达到了10W以上，进一步提高激光器的输出功率会提高激光器腔面损伤(catastrophic optical damage)和高阶光学模式的出项，这些现象将缩短激光器的使用寿命和破坏激光器的光学模式的稳定性。2)提高激光器的使用寿命，这对980nm激光器应用在海底光缆上极其重用。3)提高激光器的光纤耦合率。这就要提高激光器出射光场的对称性，减小光的散射角，这需要提高对激光器波导层的结构优化。为了提高980nm半导体激光器以上的一些性能，本论文做了以下研究： ● 选择GaInAs/GaInAsP为应变量子阱，GaInAsP为光限制层，GaInP为盖层，GaAs为衬底。这种无Al980nm半导体激光器可以提高激光器出现腔面损伤(COD)所需的能量，消除在生长过程和应用过程中由于Al的氧化而使激光器的使用寿命缩短的问题，便于激光器的多次生长；以GaInP为盖层可以降低电阻和热阻；可以精确的控制GaAs和GaInP之间的化学刻蚀，便于激光器几何形状的控制。 ● 利用插值法计算了Ⅲ-Ⅴ化合物半导体材料的一些基本的物理参数，如：晶格常数，带隙能量和折射率。 ● 利用S．L．Chuang提出的传递矩阵法计算了GaInAs/GaInAsP应变量子阱的能带结构及色散关系。 ● 应用有效折射率法，计算了激光器波导层的传播系数，横向光学限制因子和光学模式。 ● 学习利用气态源分子束外延法(Gas Source Molecular Beam Epitaxy)生长超晶格材料。