大功率多有源區(qū)列陣激光器的研究.pdf

1、半導(dǎo)體光電器件是光電子產(chǎn)業(yè)中最重要的組成部分，是繼大規(guī)模集成電路之后，信息高技術(shù)領(lǐng)域中最有發(fā)展前途的產(chǎn)品。半導(dǎo)體激光器在光電子技術(shù)領(lǐng)域中的位置、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)，正像當(dāng)年晶體管在電子技術(shù)領(lǐng)域中一樣，起著其它激光器不可替代的作用。本論文主要分析了波長(zhǎng)為980nm的條形半導(dǎo)體激光器的工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及相應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這些為激光器取得大功率奠定了基礎(chǔ)。 為了獲得大功率，必須對(duì)半導(dǎo)體激光器性能和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。本論文采用了理論與

2、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)激光器進(jìn)行研究。對(duì)激光器的常規(guī)工藝流程和普通光刻版進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明后，介紹了一種自主設(shè)計(jì)制作的多功能列陣激光器光刻版，此光刻版可以實(shí)現(xiàn)一次光刻出現(xiàn)兩個(gè)不同填充因子的圖形，可以在完全相同的工藝條件下比較不同填充因子激光器的性能，避免了工藝波動(dòng)造成的不利影響。采用了Box-in-Box對(duì)位技術(shù)，對(duì)位精確度有了明顯提高。同時(shí)對(duì)位標(biāo)記的巧妙應(yīng)用可以做出不同類(lèi)型的圖形，做到了一版多用。 列陣激光器有很多發(fā)光單元，之間電場(chǎng)

3、、光場(chǎng)會(huì)互相影響，因此必須引入隔離槽來(lái)進(jìn)行隔離。通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：隔離槽的深度和側(cè)向位置確實(shí)影響輸出功率，斜率效率，閾值電流等重要參數(shù)，但是刻蝕對(duì)有源層的損耗也對(duì)這些參數(shù)有較大影響，所以在實(shí)際工藝中，要綜合考慮這些因素。隔離槽的最佳刻蝕深度在上限制層P區(qū)，以不超過(guò)有源區(qū)為準(zhǔn)；隔離槽的最佳側(cè)向位置與臺(tái)面越近越好，以不增加非輻射復(fù)合為準(zhǔn)。同時(shí)對(duì)隔離槽的絕緣問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了利用濕法氧化工藝在隔離槽的側(cè)壁形成一層材料本體氧化膜，

4、提高器件的輻射復(fù)合效率。本實(shí)驗(yàn)室濕氧工藝已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，由于是新工藝、及實(shí)驗(yàn)條件限制，濕氧工藝條件有待進(jìn)一步優(yōu)化。 分析了單有源激光器的閾值電流特點(diǎn)，即閾值電流在很大的腔長(zhǎng)范圍內(nèi)保持恒定，造成這樣現(xiàn)象的原因是有源區(qū)不摻雜和采用了線(xiàn)形漸變折射率導(dǎo)引機(jī)制的量子阱激光器結(jié)構(gòu)，使得內(nèi)損耗很小，閾值增益主要由腔面損耗決定，導(dǎo)致閾值電流不隨腔長(zhǎng)變化。分析了量子阱內(nèi)捕獲載流子的原理，提出了捕獲.逃逸模型。分析了隧道再生大功率半導(dǎo)體激光器的