硫化的激光器腔面上溅射ZnS钝化膜的研究

提出了一种新的激光器腔面钝化方法.先用(NH4)2S溶液硫化解理后的激光器腔面,然后使用磁控溅射方法对激光器的前腔面镀ZnS钝化膜、后腔面镀Si/SiO2高反射膜.ZnS钝化层光学厚度为λ/4,在中心波长为808 nm处透过率可达95.5%.钝化前激光器的光学灾变损伤(COD)阈值为1.6 W,钝化后为2.0 W,提高了25%倍;未镀膜的激光器阈值电流为0.25 A,经硫化再镀ZnS后阈值电流为0.20 A,降低了20%.实验结果表明,经硫化后溅射ZnS对激光器腔面具有良好的钝化和增透效果.     

大功率半导体激光器腔面处理方法

介绍了采用非注入电流腔面和透明窗口减小腔面电流的方法。减小腔面非辐射复合的方法包括采用高真空下解理、镀膜防止腔面氧化;采用真空等离子洗或化学气体腐蚀清除腔面氧杂质沾污。论述了合适的腔面膜系组合和膜系组分有利于减小腔面膜层应力,改善散热能力。指出将抑制腔面电流、防止腔面氧化等方法组合,再加上合理的结构设计和热管理等综合应用,以及将半导体材料-镀膜膜层交界面处于光驻波波谷,可有效提高器件的灾变光学镜面损伤(COMD)阈值。     

808nm连续输出13.6W单芯片大功率激光器

通过对大功率激光器腔面光学灾变损伤的研究,分析了激光器腔面镀膜的损伤机理。为了提高激光器的输出功率,采用TiO_2替换Si作为高折射率材料,建立非标准膜系降低电场强度,同时优化膜层材料的粗糙度,并采用离子源进行清洗和助镀,有效提高了激光器的腔面光学灾变损伤阈值。结果表明,所制作的808nm激光器,最大连续输出功率达到13.6 W。     

980 nm半导体激光器腔面膜与腔面光学灾变的改善

腔面光学灾变(COD)是影响半导体激光器高功率输出和可靠性的重要问题。不同腔面膜的器件,其腔面光学灾变阈值差别很大。使用离子辅助沉积(IBAD)的工艺可以使基片表面更清洁,膜层更为牢固致密,同时可以改善由吸收、散射等损耗带来的激光输出功率下降。采取N2氛围中在激光器的腔面上涂镀不同的增透膜与介质高反膜来提高腔面光学灾变阈值。 以980 nm半导体激光器为例,进行对比实验,从老化结果中可以看到不同工艺与不同材料选择下腔面膜的腔面光学灾变的明显改善。     

808 nm掺铝半导体激光高损伤阈值腔面膜制备

研究了808 nm量子阱脊型波导结构掺铝半导体激光器在空气中解理不同镀膜方法对激光损伤阈值的影响.将半导体激光器管芯分别采用前后腔面不镀膜、前后腔面镀反射膜和前后腔面先镀钝化薄膜,再镀腔面反射膜的方法进行对比.测试半导体激光器输出功率的结果表明:腔面镀钝化薄膜的方法比只镀腔面反射膜的方法的激光损伤闽值高36%,并且能有效防止灾变性光学镜面损伤,同时,还分析了半导体激光器管芯和光学薄膜之间发生的物理效应.在大功率半导体激光器芯片腔面上镀钝化薄膜是提高其激光损伤阈值的一个行之有效的方法.     

高透腔面大功率650 nm红光半导体激光器

利用石英闭管法对金属有机化学气相沉积(MOCVD)外延生长的应变量子阱(MQW)650 nm AlGaInP/GaInP材料进行选择区域扩Zn,使扩Zn区域的光致发光(PL)谱的峰值蓝移达175 meV,形成对650 nm波长激光器的高透腔面,有益于减少激光器腔面光吸收,增加了激光器退化的光学灾变损伤(COD)阈值.后工艺制作出条宽100μm,腔长1 mm的增益导引激光器,实现了红光半导体激光器的大功率输出.激光器阈值电流为382 mA,在2.28 A工作电流时达到光学灾变损伤阈值,最大连续输出光功率1.55 W,外微分量子效率达到0.82 W/A.     

915 nm半导体激光器新型腔面钝化工艺

针对半导体激光器腔面光学灾变损伤的发生机制,设计了一种单管芯半导体激光器腔面真空解理钝化工艺方法。在真空中解理并且直接对半导体激光器腔面蒸镀钝化膜,提出用ZnSe材料作为单管芯半导体激光器真空解理工艺的钝化膜材料,发现利用真空解理钝化工艺方法和ZnSe材料作为钝化膜可以使器件输出功率提高23%。通过电致发光（EL）对半导体激光器腔面损伤机理进行分析。进一步说明对915 nm半导体激光器制备工艺中引入真空解理钝化工艺技术并且选择ZnSe作为钝化膜可以有效保护半导体激光器腔面,提高器件可靠性。     

降低VCSELs激射阈值途径的理论研究

针对量子阱有源层的结构特点，考虑增益和载流子浓度呈对数关系，建立量子陆垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）的速率方程，导出了阈值电流密度的解析表达式，运用MATLAB软件中Simulink可视化仿真系统对理论计算进行模拟仿真，研究了降低VCSEL激射阈值的3个基本途径；有源层选用量子阱实现微腔结构，腔面采取多层介质反射膜提高光腔反射率R：改进外延生长技术在降低各种损耗。     

大功率半导体激光器抗腔面灾变性光学损伤技术综述

激光器腔面灾变性光学损伤对大功率半导体激光器的最大输出功率和可靠性有很大的负面影响,是激光器突然失效的主要机制。如何克服腔面灾变性光学损伤,从而获得高性能的大功率半导体激光器成为重要的研究课题。文章首先对腔面灾变性光学损伤的研究历程进行了简要介绍,随后论述了腔面灾变损伤的物理机制及热动力学过程,最后从技术原理、方法、优缺点、改进方法、研究进展及应用现状的角度,逐一对各种抑制腔面灾变损伤的方法进行了归纳和总结。     

单方向性高强度窄线宽平面随机微腔激光

提出了一种基于随机腔激光的新型平面随机微腔激光器,它由一对多层介质膜反射镜组成的平面微腔和随机腔组成.实验发现,该平面随机微腔激光器可产生单方向性、极底阈值、很窄线宽的激光出射.该结果为随机激光这一概念的应用提供了一种可行的技术路线.     

A 0.2 W CW laser with buried twin-ridge substrate structure

An extremely high output power has been obtained with a new structure laser named the buried twin-ridge substrate (BTRS) laser. The very thin active layer formed on a ridged substrate permitted high power output increasing the catastrophic damage level. The buried stripe formed with a blocking layer remarkably improved the current confinement lowering the threshold current. A multilayer coating technique was applied to both facets to increase the front facet output. Fundamental transverse mode is achieved at more than 100 mW in CW with an uncoated laser while the maximum output power attained is as high as 200 mW in CW operation with a multicoated laser.     

Gallium aluminium arsenide heterostructure lasers: Factors affecting catastrophic degradation

Catastrophic degradation in (GaAl)As/GaAs heterostructure lasers is characterised by an irreversible fall in output power together with associated facet damage. The importance of near-field uniformity in interpreting catastrophic degradation is described. The power emission per unit area should primarily determine the onset of catastrophic degradation. It is shown that, when the effect of such factors as the near-field uniformity and internally circulating modes are taken into account, good agreement is obtained between the effective optical width and the limit of catastrophic degradation. This is demonstrated for the five-year LGR structure where it is possible to tailor the far-field pattern width from 50 to 15°, while still retaining low threshold currents. It is now possible to predict the maximum safe operating level of a given laser without destructive measurements.     

大功率半导体激光器的腔面钝化

大功率半导体激光器的腔面退化是影响其寿命和可靠性的重要因素,长期以来一直是人们关注和研究的重点。本文利用离子铣结合腔面钝化还原层的方法对大功率半导体激光器的腔面进行处理。结果显示,离子铣腔面钝化能够在一定程度上减少半导体激光器的功率退化,168h加速老化后退化幅度降低4.5%;同时该技术对老化过程中COD阈值降低有明显的抑制作用,可有效减少使用中的突然失效。结果表明,该技术能够改善半导体激光器的腔面特性,器件的可靠性和使用寿命可望得到提高。     

Operating characteristics of single-quantum-well AlGaAs/GaAshigh-power lasers

The operating characteristics of six types of graded-index separate confinement heterostructure single-quantum-well wide-stripe lasers grown by metalorganic chemical vapor deposition are reported. The lasers exhibited intrinsic mode losses as low as 3 cm^-1 and internal quantum efficiencies near unity. Measured differential gain coefficients range from 3.7 to 6.5 cm/A, and extrapolated transparency current densities range from 54 to 145 A/cm². These wide-stripe lasers are typically multilongitudinal mode and exhibit narrowing of the gain envelope and lateral far-field pattern as the cavity length increases. The high value of T₀(>200 K) at long cavity lengths in conjunction with the low current density permits junction-side-up operation to CW optical powers of 0.5-0.7 W/facet, at which level catastrophic facet damage occurs on the uncoated devices. A maximum power conversion efficiency of 57% was measured on the laser structure exhibiting the lowest threshold current     

半导体激光器中的光学灾变

介绍了用(NH4)2S和P2S5-NH4OH处理半导体激光器的表面来避免光学灾变的方法.重点介绍用氮离子注入形成窗口结构来避免光学灾变.     

Improved GaAs-based quantum cascade laser (/spl lambda//spl sim/11 /spl mu/m) using high-reflectivity metal facet coating

By applying a high-reflectivity metal coating to the rear facet of a GaAs-based quantum cascade laser operating at /spl lambda//spl sim/11.5 /spl mu/m, the threshold current has been reduced by 11% at 260 K and pulsed operation of the epilayer-up mounted device was extended from 283 to 294 K.     

大功率半导体激光器腔面抗烧毁技术

首先介绍了连续激光器单管老化试验,试验通过测试不同老化时间激光器腔面的烧毁功率,对腔面烧毁发生的过程进行了分析。分析认为,大功率半导体激光器腔面烧毁失效的根本原因是腔面烧毁功率在老化过程中持续减小,最终低于激光器输出功率,造成激光器灾变性光学镜面破坏(COMD)。随后对腔面烧毁的微观物理机理进行了介绍,重点讨论了腔面缺陷相关的非辐射复合、量子阱带边吸收、自由载流子吸收造成的腔面温度升高以及腔面高温导致腔面缺陷密度增加并且向腔内攀移的微观过程。最后,介绍了电流非注入腔面、大光腔材料、长腔长设计、腔面离子铣钝化工艺等腔面抗烧毁技术研究情况,并对这些技术提高腔面抗烧毁功率以及改善腔面长期稳定性的效果进行了讨论。     

Phase-locked (GaAl)As laser diode emitting 2.6 W CW from a single mirror

A phase-locked multiple-quantum-well (GaAl)As injection laser with a highly reflective rear facet coating and a low reflective front facet coating is reported to emit 2.6 W CW at room temperature from the front facet.