905nm多有源区半导体激光器的电流输运特性

发布时间：2017-09-16 07:37

  本文关键词：905nm多有源区半导体激光器的电流输运特性

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【摘要】：高功率脉冲半导体激光器可以广泛应用于激光雷达、测距、医疗以及车载防撞系统中。近年来,激光测距、泵浦等系统继续向大功率、小型化发展,要求905nm大功率半导体激光器具有大功率、小电流和窄发散角等特性。905nm多有源区半导体激光器在相同的电流下能产生高于常规半导体激光器几倍的输出功率,具有小电流大功率的特点,因此905nm多有源区半导体激光器激光器倍受青睐,成为了905 nm大功率半导体激光器研究的主要方向。多有源区半导体激光器的有源区之间的距离减小,会发生耦合现象,而增大多有源区之间的距离产生的非耦合会引起严重的电流扩展,本文主要模拟了半导体体材料的电流输运特性和905nm多有源区半导体激光器的有源区之间的距离对电流的影响,理论分析电流的分布情况。介绍了器件制备过程中光刻、腐蚀和封装等工艺,制备了905nm双有源区半导体激光器,以实验数据验证模拟理论的情况。本文的主要内容包括:1、研究了半导体激光器的国内外发展情况和应用前景,分析了多有源区半导体激光器的工作原理。2、从电流连续性方程和泊松方程入手,求解半导体体材料的电位和电流密度分布。3、从半导体体材料入手,结合量子阱和隧道结的公式建立了多有源区半导体激光器的二维电流输运模型。求解双有源区半导体激光器的电位和电流密度分布,并对模拟结果进行了分析。4、成功制备了条宽为100μm、引线孔宽度为95μm、腔长为2000μm的905nm双有源区半导体激光器,对其进行I-V特性、光谱测试。
【关键词】：多有源区 隧道结 半导体激光器 电流输运
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 半导体激光器的发展9-10
• 1.2 大功率半导体激光器10-12
• 1.2.1 大功率半导体激光器的发展现状10
• 1.2.2 大功率半导体激光器存在的主要问题10-11
• 1.2.3 提高半导体激光器输出光功率的措施11-12
• 1.3 多有源区大功率半导体激光器12-14
• 1.3.1 多有源区大功率半导体激光器的机理12-13
• 1.3.2 多有源区大功率半导体激光器的优点13-14
• 1.3.3 多有源区大功率半导体激光器的研究现状14
• 1.4 本论文的主要工作14-17
• 第2章 905nm多有源区半导体激光器17-27
• 2.1 半导体激光器的基本结构17-18
• 2.2 905nm多有源区半导体激光器激射的三要素18-21
• 2.2.1 粒子数反转分布18-19
• 2.2.2 谐振腔19-20
• 2.2.3 光增益大于损耗20-21
• 2.3 905nm多有源区半导体激光器的主要特征参数21-25
• 2.3.1 半导体激光器的电学特性参数22-23
• 2.3.2 半导体激光器的光学特性参数23
• 2.3.3 半导体激光器的光电特性参数23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 905nm多有源区半导体激光器的电流输运27-45
• 3.1 半导体体材料的电流输运27-31
• 3.1.1 理论模型27-29
• 3.1.2 数值方法29-31
• 3.1.3 数值结果31
• 3.2 多有源区半导体激光器的电流输运31-44
• 3.2.1 理论模型31-36
• 3.2.2 数值方法36-39
• 3.2.3 数值结果39-44
• 3.3 本章小结44-45
• 第4章 905nm多有源区半导体激光器的制备45-57
• 4.1 905nm半导体激光器的外延工艺介绍45-46
• 4.2 905nm半导体激光器的后工艺介绍46-54
• 4.2.1 清洗47
• 4.2.2 光刻47-50
• 4.2.3 腐蚀GaAs、PECVD、溅射、快速退火50-51
• 4.2.4 器件封装51-54
• 4.3 器件测试54-55
• 4.4 本章小结55-57
• 结论57-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63-65
• 致谢65

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本文编号：861746