烧结空洞对半导体激光器热分布的影响

在半导体激光器芯片与热沉的焊接过程中不可避免地会在焊料层产生一些空洞，而空洞会在铟的电迁移以及电热迁移作用下慢慢变大，使芯片局部温度迅速上升，进而影响半导体激光器的性能。针对10 W的808 nm单管焊装半导体激光器建立三维有限元模型，分别模拟计算了空洞面积、空洞厚度和空洞位置与结温的关系。芯片出光面边缘的有源区区域形成的空洞对芯片的结温影响更为显著，最后得到空洞面积与器件结温的关系，并表明对空洞率控制的重要性。     

高亮度大功率半导体激光器光纤耦合模块

应用ZEMAX软件设计出高亮度大功率光纤耦合模块。采用16支输出功率12 W的单偏振态单边发射半导体激光器，耦合进芯径100 μm、数值孔径0.22的光纤中。模块输出功率达到189.4 W，耦合效率达到98.6%，亮度达到94.66 MW/cm²-str。通过SolidWorks软件优化得到新热沉结构，应用ANSYS软件进行热分析，结果表明新热沉结构最高温度为42.4℃，相比优化前温度降低1℃以上，得到良好散热结构模型。     

基于腔面非注入区的半导体激光器的热特性分析

利用Ansys有限元分析软件模拟了宽条形激光器腔面在不同生热率条件下对有源区温度的影响,并对带有腔面非注入区的激光器结构进行了热分析,比较了不同长度的非注入区结构的器件的温度特性。腔面的温升对器件可靠性影响极大,计算结果表明随着非注入区宽度的增加,芯片前腔面有源区的温度明显降低。结果为采用非注入区结构提高COD阈值功率提供了设计参考。     

InGaAs/GaAs应变量子阱的发光特性研究

利用低压金属有机化学气相沉积技术(LP-MOCVD)生长InGaAs/GaAs单量子阱(SQW),通过改变生长速率、优化生长温度和V/III比改善了量子阱样品的室温光致发光(PL)特性。测试结果表明,当生长温度为600℃、生长速率为1.15μm/h时,生长的量子阱PL谱较好,增加V/III比能够提高量子阱的发光强度。实验分析了在不同的In气相比条件下,生长速率对量子阱质量的影响,利用模型解释了高In气相比时,随着生长速率增加PL谱蓝移现象消失的原因。     

射频等离子硫钝化GaAs(100)的表面特性

采用射频等离子方法,对Ga As(100)衬底片表面进行干法硫等离子体钝化,旨在得到性能稳定含硫钝化层。样品经过360℃温度条件下的快速热退火,光致发光(PL)测试表明,钝化后的样品PL强度上升了71%。同时,钝化样品的稳定性测试结果表明,样品放置在实验室空气中30 d,其PL强度未出现明显变化,说明Ga As的等离子体干法硫钝化具有较好的性能稳定性。     

氩、氢混合等离子体处理对GaAs表面性质及发光特性的影响

介绍了一种氩、氢混合等离子体清洗GaAs基片的实验工艺,深入研究了氩、氢等离子体清洗GaAs表面污染物和氧化层,并活化表面性能的基本原理,同时讨论了气体流量、溅射功率和清洗时间等不同溅射参数对等离子体清洗效果的影响。结果表明,在氩气和氢气流量分别为10 cm³/min和30 cm³/min,溅射功率为20 W,清洗时间为15 min的条件下,GaAs样品的光致发光强度提高达139.12%,样品表面的As-O键和Ga-O键基本消失。     

C-mount封装激光器热特性分析与热沉结构优化研究

为了降低单管半导体激光器的结温、提高器件的散热效果,基于C-mount热沉的热特性分析提出了一种优化的台阶热沉结构,研究了单管激光器结温和腔面侧向温度分布曲线的影响。在热沉温度298 K和连续输出功率10 W的条件下,腔长为1.5 mm的典型C-mount封装结构激光器的结温为343.6 K,热阻为4.6 K/W。通过在典型C-mount热沉中引入台阶结构,使封装激光器的结温降低为333.8 K,热阻减小到3.5 K/W。计算表明,其输出功率可提高近20%。     

基于单发光区芯片的大功率光纤耦合激光器的输出远场特征分析

为研究光纤耦合激光器的输出远场特征,基于ZEMAX光学设计软件,模拟了基于单发光区激光器芯片的多种光纤耦合结构,分析了不同耦合结构的输出远场特征。模拟结果表明:单管耦合输出远场分布通常为中间亮、边缘暗的圆形光斑。当准直后的光束快慢轴光束尺寸基本一致时,远场输出光斑均匀性会得到极大改善;当存在光纤轴心角向误差(大于1°)时,远场输出光斑的均匀性会明显降低。多单管耦合时,单管之间的台阶高度若大于准直后的快轴光斑尺寸,则对应的远场输出为有暗区的同心圆环,单管的数量对应圆环的数量。为了提高输出远场分布的均匀度,应严格控制合束单管之间的台阶高度。     

Structural, Optical and Electrical Properties of Hydrogen-Doped Amorphous GaAs Thin Films

Amorphous CaAs films are deposited on substrates of quartz glass and sificon by rf magnetron sputtering technique in different gas ambient. First, the amorphous structure of the prepared samples is identified by x-ray diffraction. Second, analysis by radial distribution function and pair correlation function method is established to characterize the microstructure of the samples. Then, the content and bond type of hydrogen are analysed using Fourier transform infrared absorption spectroscopy. It is found that the bonded hydrogen content increases with increasing partial pressure PH of H2. However, the hydrogen content saturates at PH 〉 1 × 10^-1 Pa. Hydrogen addition shills the optical absorption edge to higher energy, decreases the dark conductivity and improves the photo-sensitivity. The optical gap, dark conductivity and photo-sensitivity of the films are dependent on the bonded hydrogen content. These results demonstrate that hydrogen has obvious passivation effects on rf sputtered amorphous GaAs thin films.     

半导体激光器腔面增透膜AIN薄膜的制备

提出了一种新的半导体激光器增透膜——A1N膜,并用matlab软件模拟分析了不同腔面反射率对激光器输出功率的影响,得到激光器最大输出功率时前后腔面的反射率的最佳值.采用反应磁控溅射技术,利用高纯铝靶(99.999％)和N2+ Ar的混合气体在K9玻璃基片上沉积了AlN薄膜.利用Filmetrics系统对薄膜进行光学性能...