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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激光器的输出特性,对影响输出特性的COD的机理进行了分析,研究了COD对激光器可靠性和稳定性的影响。对产生COD的主要原因表面态、提高COD阈值的方法、等离子体处理技术的原理及等离子体对半导体激光器腔面的钝化作用进行了介绍。2.开展了Ga As表面湿法硫(S)钝化和湿法氮(N)钝化技术研究。采用ODT溶液和联氨溶液钝化Ga As表面,优化了两种钝化技术的溶液参数。实验表明,两种湿法钝化技术都可以去除Ga As表面的氧化物,并且在表面形成均匀、平整的ODT自组装层(SAMs)和Ga N钝化膜。但稳定性测试表明,联氨溶液钝化后的Ga As表面的光致发光(PL)稳定性强于ODT溶液,说明联氨溶液钝化效果优于ODT溶液。3.开展了Ga As表面N等离子体和SF6等离子体钝化技术研究。以辉光放电引入N等离子体和SF6等离子体对Ga As表面进行钝化处理,优化了两种等离子体钝化技术的工艺参数。实验表明,两种方法均可对Ga As表面进行有效钝化,其中SF6等离子体钝化Ga As表面的时间短,PL改善明显,PL比未处理的增加了158%。并且,SF6等离子体钝化后形成的Ga F3钝化膜的稳定性要比N等离子体钝化后形成的Ga N钝化膜的稳定性好。4.开展了Ga As表面Zn O钝化膜技术研究。采用磁控溅射法在Ga As表面上溅射Zn O薄膜,通过SF6等离子体处理Zn O薄膜中的氧空位(氧悬挂键)和锌空位(锌悬挂键)等缺陷,SF6等离子体处理后Zn O薄膜的紫外发光峰的PL增加了120%。对比SF6等离子体处理前后的Zn O薄膜对Ga As表面的钝化效果,得出SF6等离子体处理后的Zn O薄膜钝化Ga As表面的PL强于未处理的Zn O薄膜。并且,由于Zn O薄膜中缺陷的降低,SF6等离子体处理过的Zn O薄膜具有更好的稳定性。5.开展了1.06μm高功率半导体激光器的制备技术与腔面处理技术研究。将优化工艺条件后的湿法钝化(ODT和联氨溶液)、干法钝化(SF6等离子体)以及镀制钝化膜(Zn O/SF6)应用于激光器腔面处理中,并在前腔面镀制Al2O3增透膜,后腔面镀制(Ta2O5/Si O2)^7高反膜。经不同钝化处理后,得出Zn O/SF6膜钝化后的1.06μm高功率半导体激光器的COD功率最高,达到6.3 W,比未钝化的提高了79%,钝化效果最好。