915nm宽条形应变量子阱半导体激光器输出特性研究

发布时间：2023-04-26 21:39

　　半导体激光器具有效率高、寿命、光束质量高、稳定性好、结构紧凑等特点,近年来得到了较快的发展。其中,915nm的半导体激光器在泵浦源、激光成像等领域具有非常重要的作用。对于大功率的宽条形915nm半导体激光器,由于其注入电流大,发热量高,所以温升对于其性能有着较大的影响,包括其所引起的热透镜效应对器件的输出光束质量的影响,以及温度对于工作可靠性的影响等,都对器件的实际应用产生了制约。本论文以915nm宽条形量子阱半导体激光器为主要研究对象,从理论阐述、仿真模拟和实验测试三方面较为详细地对器件的各方面特性进行了深入的评价分析。首先,从理论方面分析了半导体激光器的产热机制,以及温升对其输出功率、阈值电流、光谱特性、远场发散角以及工作可靠性和使用寿命的影响,并对大功率半导体激光器的产热机制及其热阻和测量方法进行了必要的介绍。其次,分析了热透镜效应对915nm宽条形半导体激光器输出特性的影响,并采用计算机模拟仿真和实验测量两种手段进行了深入的分析。在计算机模拟仿真中,利用ANSYS软件对所研究的半导体激光器进行了三维建模,并划分有限元对器件的稳态工作状态进行了仿真。当器件的热功率为10.3W时,...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及研究的目的和意义
    1.2 高功率半导体激光器输出特性研究现状
    1.3 论文的主要内容及章节安排
第2章 半导体激光器工作的热特性
    2.1 半导体激光器的产热机制
    2.2 温升对半导体激光器输出特性的影响
        2.2.1 温升对输出光功率的影响
        2.2.2 温升对阈值电流的影响
        2.2.3 温升对激光光谱特性的影响
        2.2.4 温升对光束远场发散角的影响
        2.2.5 温升及相关因素对半导体激光器寿命和工作稳定性的影响
    2.3 半导体激光器的热阻及其测量方法
    2.4 本章小结
第3章 915nm半导体激光器输出热透镜效应仿真与实验分析
    3.1 热分析仿真相关理论及流程
    3.2 仿真分析热透镜效应对激光器慢轴发散角的影响
        3.2.1 热透镜效应仿真的主要过程
        3.2.2 热透镜效应仿真的结果分析
    3.3 半导体激光器恒温测试平台的设计与搭建
    3.4 实验分析热透镜效应对激光器慢轴发散角的影响
    3.5 本章小结
第4章 温升对915nm半导体激光器电光特性及可靠性影响的实验分析
    4.1 温升对连续工作(CW)激光器电光特性的影响
        4.1.1 温升对激光器光谱特性的影响
        4.1.2 温升对连续工作(CW)输出功率的影响
        4.1.3 连续工作(CW)条件下激光器温升对阈值电流的影响
    4.2 脉冲工作条件下温升对激光器电光特性的影响
    4.3 半导体激光器可靠性分析
        4.3.1 半导体激光器失效及退化基本原理
        4.3.2 半导体激光器失效及退化实验测试
    4.4 本章小结
第5章 915nm半导体激光器的光束质量评价
    5.1 光束质量评价的主要方法及其基本理论
    5.2 M²因子测量原理
    5.3 M²因子测量及结果
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论及创新点
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢



本文编号：3802236