980mm半导体激光器列阵的研究

• 作 者: 杜晓东
• 机 构: 北京工业大学
• 出 处: 北京工业大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 半导体激光器列阵 电流扩展 阈值电流 隔离槽 smile效应

二十一世纪,我们已经进入了一个全新的信息时代,互联网、物联网以及其它电子信息技术的发展,使信息量呈爆炸式增长。光子作为信息的载体,使光电子技术在这个信息时代的重要性尤为突出。半导体光电器件,特别是半导体激光器是一类电流驱动的理想光子源器件。半导体激光器具有体积小、重量轻、转换效率商、可靠性高、能直接调制及与其它半导体器件集成的能力强等特点,在光纤通信、光盘存储、激光印刷、传感计测、激光加工与医疗、显示、制导等民用与军事领域,等诸多领域有着广泛的应用。大功率半导体激光器在材料加工和泵浦源等领域有着广泛的应用,并得到了长足的发展。　　
材料加工和泵浦源需要的光功率非常大,传统的单管半导体激光器无法胜任。在这种应用背景下,提出了半导体激光器线列阵,二维激光器堆等。由于发光单元间存在电场和光场的相互干扰,以及侧向尺寸的变大,半导体激光器线列阵有很多不同于单管的制备难点有待解决。本论文主要研究内容包括:　　
(1)采用Box-in-Box对版标记,实现了一套光刻版精确对位三种不同隔离槽位置的图形,便于一套光刻版实现三种激光器对比实验。　　
(2)改进了电流密度在半导体激光器芯片内部分布的数学模型,并依据该数学模型用数值分析的方法模拟了电流密度的分布,详细分析了扩展层(台面底面到有源区)厚度,扩展层电阻率,注入电流密度对电流扩展的影响。依据这些分析,得出外延片扩展层电阻率对电流限制(或电流扩展)影响非常大,而隔离槽位置对电流限制的作用很小;只有隔离槽距激光器台面很近时才会起到可测量到的效果。　　
(3)详细分析了smile效应的成因,模拟仿真了烧结过程热应力和工作状态的电热应力对smile效应的影响。