852nm半导体激光器的工艺制备及其特性分析

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xiaobudian1980
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随着光电技术的发展,半导体激光器逐渐被通信、医疗、日常用品等领域广泛使用。半导体激光器应用在不同领域的时候,对其特性要求也不相同。而应用于空间系统的半导体激光器对光谱质量和输出稳定性都有较高的要求。因此制备良好光谱质量和较高输出稳定性的半导体激光器就显得尤为重要。本文在针对852nm半导体激光器的相关内容进行了深入研究的基础上,采用了改进的半导体制备工艺,制备出了具有良好性能的852nm F-P(Fabry-Pero)型的半导体激光器,并测试分析其各项性能。主要研究工作如下:1.为了优化半导体激光器的结构参数,本文采用了对比实验的方法,研究了在相同工艺制备条件下腔长与脊宽对半导体激光器特性的影响,研究结果表明,在腔长相同的情况下,脊宽较窄的器件光谱质量较好;而在脊宽相同的情况下,腔长较长的器件P-I曲线较为稳定。最终得到制备半导体激光器的最佳脊宽和腔长分别为5μm和1000μm。2.针对传统制备工艺在制备半导体激光器时所存在的困难、成品质量较低等问题,开展半导体工艺物理与工艺方法研究,并通过实验验证了其可行性;其次,优化退火工艺参数和激光器腔面镀膜工艺参数设计;最终,制备出了852nm的半导体激光器。3.开展852nm半导体激光器的测试分析工作。首先,在常温条件下对器件进行了测试:测得光谱线宽小于1nm,并且在驱动电流为150mA时,输出光功率为104mW,功率转化效率为37.5%,激射波长为846.5nm,光谱线宽为0.625nm。在此基础上,通过变腔长设计测试得到其内量子效率为66.94%。4.分析研究了852nm半导体激光器的温度特性:首先,在直流条件下采用以控温设备调节半导体激光器温度的方式,测试并研究了阈值电流和输出功率与温度的关系。结果表明,阈值电流和输出功率与温度成反比,其变化速率分别为0.447mA/K和0.63mW/K,特征温度为142.5K。在脉冲条件下,研究功率损耗与激射波长之间的关系,并绘制拟合曲线,最终通过半导体激光器的热阻表达式,求得热阻大小为77.7K/W。
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