GaAs表面钝化及在1.06μm高功率半导体激光器腔面钝化中的应用研究

发布时间：2025-04-11 04:17

　　高功率半导体激光器具有结构紧凑、价格低廉、使用寿命长和可高速调制等优点广泛应用于激光链路通信、机械加工、医疗和军事领域。其中,1.06μm高功率半导体激光器在激光链路通信领域,除了可以作为通信光源直接应用外,也可作为种子光源发展各类结构紧凑、性能可靠的高功率、高光束质量固体激光器和光纤激光器。但是,1.06μm高功率半导体激光器在大电流工作下,由于激光器腔面高的表面态密度,造成载流子非辐射复合增加,加剧了腔面的光吸收造成温度升高,引起器件光学灾变损伤(COD)。因此,在制备1.06μm高功率半导体激光器过程中,需要对腔面进行钝化处理从而降低表面态密度,提高激光器的输出功率和可靠性。本文从提高半导体激光器的COD阈值入手,分析了COD的产生原因和抑制方法。研究了湿法钝化、等离子体干法钝化和镀制钝化膜对Ga As表面光学特性和电学特性的影响,并将十八硫醇(ODT)溶液湿法钝化、联氨溶液湿法钝化、SF6等离子体钝化以及Zn O/SF6钝化膜应用于1.06μm高功率半导体激光器腔面处理技术中,用于探索提高半导体激光器的COD功率和可靠性。本论文主要研究内容分为以下几点:1.简要介绍了量子阱半导体...

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题的背景及意义
    1.2 GaAs表面钝化及其在激光器工艺应用的研究现状
        1.2.1 GaAs表面湿法钝化
        1.2.2 GaAs表面等离子体钝化
        1.2.3 GaAs表面钝化膜
        1.2.4 钝化技术在半导体激光器工艺中的应用研究
    1.3 本论文的主要研究内容
第2章 高功率半导体激光器理论基础与COD特性
    2.1 高功率半导体激光器基本特性
    2.2 高功率半导体激光器COD及其腔面钝化
    2.3 本章小节
第3章 GaAs表面的湿法钝化
    3.1 ODT溶液湿法钝化
        3.1.1 溶剂极性的影响
        3.1.2 表面酸处理的影响
        3.1.3 钝化时间的影响
    3.2 联氨溶液湿法钝化
        3.2.1 N₂H₄溶液浓度的影响
        3.2.2 Na2S浓度的影响
        3.2.3 钝化时间的影响
    3.3 本章小结
第4章 GaAs表面的等离子体钝化
    4.1 N等离子体钝化
        4.1.1 RF功率和腔压的影响
        4.1.2 钝化时间的影响
        4.1.3 样品温度的影响
    4.2 SF6等离子体钝化
        4.2.1 RF功率的影响
        4.2.2 腔压的影响
        4.2.3 钝化时间的影响
        4.2.4 气体流量的影响
        4.2.5 样品温度的影响
        4.2.6 退火温度的影响
    4.3 本章小结
第5章 ZnO薄膜的制备及其对GaAs表面的钝化作用
    5.1 ZnO薄膜的制备
        5.1.1 RF功率的影响
        5.1.2 腔压的影响
        5.1.3 气体流量的影响
        5.1.4 退火温度的影响
    5.2 ZnO薄膜的SF6等离子体钝化
        5.2.1 ZnO薄膜结晶特性
        5.2.2 表面形貌
        5.2.3 表面成分
        5.2.4 钝化ZnO薄膜的PL特性
        5.2.5 电学特性测试
    5.3 SF6 等离子体处理ZnO薄膜对GaAs表面的钝化作用
    5.4 本章小结
第6章 Ga As钝化工艺在1.06μm高功率半导体激光器制备中的应用研究
    6.1 1.06μm高功率半导体激光器的制备流程
    6.2 激光器腔面膜设计与制备
        6.2.1 增透膜的设计与制备
        6.2.2 高反膜的设计与制备
    6.3 1.06μm高功率半导体激光器的输出特性测试与分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论及创新点
    7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢



本文编号：4039497