大功率無鋁808nm半導體激光器的研究.pdf

1、大功率半導體激光器廣泛用于泵浦固體激光器、信息存儲、醫(yī)療及軍事領域.波長808 nm的大功率半導體激光器是Nd:YAG固體激光器的理想泵浦源.以前該波段主要用A1GaAs/GaAs材料.但Al極易被氧化,嚴重影響激光器的性能.無鋁材料InGaAsP/GaAs克服了這些不足.其主要的優(yōu)點是具有更高的災變性光學損傷閾值.因此無鋁InGaAsP/GaAs激光器的性能更優(yōu)越.該文對無鋁InGaAsP/GaAs激光器進行了以下的研究:1.分析了無

2、鋁808nm半導體激光器現(xiàn)有最優(yōu)結構-Wade等人于1998年研制的,指出所用InGaAsP/GaAs材料比A1GaAs/GaAs主要優(yōu)越在不易氧化、抗COD能力強等方面;找到了提高抗COD能力的簡單而有效的方法一增大出光面面積,為設計更優(yōu)結構,進一步提高功率指明了方向.2.研究了無鋁808nm半導體激光器的材料參數(shù).給出In<,1-x>Ga<,x>As<,y>P<,1-y>的材料參數(shù),并對主要參數(shù)進行深入研究.計算出了In<,1-x>

3、Ga<,x>As<,y>P<,1-y>/GaAs組份x和y間的約束關系,這是目前所知首次給出此關系式.此約束關系的作用(1)簡化了晶格常數(shù)、禁帶寬度與組份的關系,畫出了對應的立體圖,使我們不再局限于以往平面圖中給出的帶隙、晶格常數(shù)和組分間的關系.(2)在給出了折射率和組份的關系后,如果應用此約束關系,極有可能找到折射率和帶隙的直接關系式,這是用簡單方法找到重要關系式的有效方法.(3)還可運用得到約束關系可以化簡其它參數(shù).(4)給材料設計

4、者帶來方便,簡化后的參數(shù)和組分間關系簡單明了.3.研究了無鋁808nm半導體激光器的結構.在分析現(xiàn)有結構基礎上,改進目前了現(xiàn)有結構(加寬量子阱,增加阱數(shù)),提出了新結構.詳細研究了提出的以下兩種結構:(a)寬波導指數(shù)展寬條形激光器,做到了兼顧了大功率輸出和穩(wěn)定模式,這是以往激光器無法實現(xiàn)的;(b)隧道級聯(lián)多有源區(qū)激光器,這是沈光地教授提出的新型激光器結構,實現(xiàn)了量子效率大于1,這是其他激光器不能實現(xiàn)的.該文給出了針對波長808nm的隧道