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本论文主要围绕808nm 连续大功率半导体激光器,980nm 连续大功率垂直腔面发射激光器和1064nm 连续、准连续大功率激光列阵模块光学膜的研制展开的。光学膜技术是研制半导体激光器的关键技术之一,光学膜性能的好坏直接影响到半导体激光器的出光功率、功率效率、可靠性和稳定性等方面。对808nm 大功率半导体激光器的腔面膜进行了研究,研制出HfO2/SiO2材料系的前后腔面膜。在腔面膜和衬底之间引入一层Al2O3,首次解决了腔面膜附着力不好的问题。镀膜前后斜率效率由50.2%提高到90.4%,转换效率由22.2%提高到39.8%,最高输出功率为1.9W(条宽100nm,腔长为1μm)。最高输出功率和没镀膜的器件比提高了2.5-3 倍。损伤阈值对比实验结果表明这种膜系优于其它结构,说明这种方法具有实现808nm 腔面膜大批量生产的潜力。对1064nm 大功率半导体激光器的腔面膜进行了深入研究,并研制出连续输出1060nm 和准连续输出1050nm 的激光列阵模块。连续输出1064nm 激光模块的芯片宽1cm,腔长1200μm,条宽200μm,填充密度为50%,室温连续输出功率达到68.5W,光谱半宽为9nm;准连续输出1050nm 激光模块的芯片宽1cm,腔长1200μm,条宽110μm,填充密度为82.5%,在脉宽100μs,频率1000Hz,电流100A的条件下输出功率达到88.6W,光谱半宽为4.2nm。工作波长在1064nm波段的大功率半导体激光器件国内尚未见报道。对980nm大功率垂直腔面发射激光器的出光窗口增透膜进行了深入的研究,研制出性能稳定的垂直腔面发射激光器出光窗口增透膜。不同直径(200μm,300μm,400μm,500μm,600μm,700μm,800μm)的器件在镀增透膜后出光功率均提高了6%,连续输出功率达到1.95W(器件直径为500μm)。成果通过鉴定达到了国际领先水平。采用特性矩阵法编程计算了规整、非规整膜系结构增透膜和高反膜的光学特性。首次采用逆矩阵法编程计算了半导体激光器腔面膜的电场分布,得出腔面膜中的电场分布曲线。本论文所有膜系设计和优化均是采用这两套程序实现的。并从理论上设计出了高损伤阈值腔面膜。另外,采用我们特制的夹具从根本上解决了腔面对齐难、腔面膜厚不均匀、夹片过程中腔面易受污染和受损等难题。