大功率波长稳定半导体激光器中全息光栅的制备

摘要

半导体激光器以其体积小、效率高等优良特性在激光通信、激光泵浦等诸多领域占据着至关重要的地位。但是，随着应用的日益广泛，半导体激光器的激射波长的稳定性低的问题逐渐出现在研究者们的视野。为了解决上述问题，DFB（分布反馈）激光器、DBR（分布布拉格反射）激光器等相继出现。考虑到DFB激光器的体积小，波长稳定性好的优点，以及808nm半导体激光器在激光泵浦中具有非常广泛的应用，本文主要设计并制作了大功率808nm DFB半导体激光器。
　　通过对大功率 LD808nmDFB的相关理论进行的系统分析，并考虑到了光电转化效率、输出线宽、温漂系数等相关参数，结合耦合模理论以及传输矩阵法，初步确定了光栅的参数，如：长度L、衍射级数m、周期Λ、占空比σ、凹槽深度dg。随后，利用激光干涉全息曝光和湿法腐蚀工艺制作出适用于大功率 LD808nmDFB?中的/InGaPInGaP/GaAsP多膜光栅，利用SEM（扫描电子显微镜）、AFM（原子力显微镜）分析了所制备的全息光栅，在最佳实验环境下，光栅的表面均匀、光栅形状接近于正弦形。光栅的阶数为2，长度为3mm，周期为242.8nm，占空比为0.25，凹槽深度为40nm。所制备的大功率808nmDFB激光器的输出功率为2W，条宽为200μm，腔长为3mm，阈值电流为0.52A，波长漂移系数为0.075nm/K，斜率效率为0.67 W/A。

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第一章 绪论

1.1大功率半导体激光器的概述

1.2大功率半导体激光器的应用

1.3大功率DFB半导体激光器的研究现状

1.4大功率DFB半导体激光器的研究意义

1.5论文的主要研究工作及安排

第二章 大功率808nmDFB激光器的理论分析

2.1激光器的基本理论

2.2 DFB半导体激光器的理论分析

2.3 Bragg光栅的耦合模理论

2.4本章小结

第三章 大功率DFB-LD中全息光栅的制备工艺

3.1 外延工艺

3.2 光刻技术

3.3 刻蚀工艺

3.4 本章小结

第四章大功率808nm DFB-LD中全息光栅的设计、制备和表征

4.1大功率808nmDFB半导体激光器的结构设计

4.2 MOCVD外延

4.3全息光栅的制备

4.4全息光栅的表征

4.5本章小结

第五章 大功率808nm DFB半导体激光器的输出特性

5.1 激光器的输出特性

5.2 激光器的温度特性

5.3本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文