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高功率半导体激光器具有体积小,光电转换效率高,波长可选择,高可靠性等优点,已广泛用于通讯、光信息存储、材料加工、激光医疗等。由于高功率半导体激光器芯片材料独有的特性,其解理腔面易发生氧化,产生光吸收,吸收的光转化成热量,加剧了器件退化,甚至导致器件失效。为了提高半导体激光器的输出激光功率和器件可靠性,人们已发展了多种半导体激光器腔面镀膜技术。 本论文围绕高功率半导体激光器腔面镀膜技术,研究了不同工艺条件下光学薄膜特性。同时设计并在GaAs片上制备了增透膜和高反膜,根据腔面反射率对半导体激光器斜率效率,阈值电流,功率转换效率的影响,设计优化了腔面反射率。并结合实验室自己制备的腔长为4mm,激射波长为980nm的InGaAs/GaAs/AlGaAs高功率半导体激光器,进行半导体激光器前腔面增透膜,后腔面高反膜制备,并测试分析了高功率半导体激光器腔面镀膜前后斜率效率,阈值电流,功率转换效率,光学灾变(COD)阈值不同。主要研究内容为: 1.研究真空度,离子源辅助,基体温度,沉积速率,不同工艺条件对光学薄膜的影响,找出最佳工艺条件。并根据最佳工艺条件,分别在Si衬底镀制单层SiO2,TiO2,Al2O3,ZnSe薄膜,并分别测试其折射率。 2.依据光学薄膜相关理论,设计了SiO2和Al2O3单层增透膜,TiO2/Al2O3双层增透膜,TiO2/SiO2膜系周期性多层高反膜,并根据镀制单层光学薄膜最佳工艺条件,在GaAs基片上进行单层增透膜,双层增透膜,多层高反膜制备,以使实际所镀增透膜和高反膜符合理论设计。 3.对腔长为4mm的980nm的InGaAs/GaAs/AlGaAs高功率半导体激光器分成三组,第1组激光器不镀膜(R1=32%,R2=32%),第2组分别镀制R1=5%增透膜和R2=90%高反膜,第3组分别镀制R1=5%增透膜和R2=95%高反膜,比较三组激光器输出功率,斜率效率和阈值电流变化,研究对比第1组和第2组激光器功率转换效率,光学灾变(COD)阈值。