高功率半导体激光器腔面镀膜研究

论文摘要

本论文较详细的介绍了半导体激光器及其工作原理,并采取在芯片的前端面镀增透膜、后端面镀制高反射膜的方法,以获得高的增益、降低阈值电流、提高激光器的输出功率。采用ZrO2和MgF2组合的多层介质高反膜堆,其具备吸收小,散射少等优点,使得后腔面反射率大幅度提高;前腔面镀制由Al2O3和H4组成的减反膜,使前腔面反射率约大幅度降低,功率效率有显著提高,理论上,与未镀膜的器件相比性能将提高了3倍左右。与此同时,镀制的膜层保护了器件端面,防止氧化和水蒸气的侵蚀。本论文采用了Denton Integrity-36全自动真空镀膜机,利用电子束蒸发离子辅助进行沉积镀膜,并介绍了膜层厚度控制的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 高功率半导体激光器的发展状况
• §1.3 论文研究目的和内容
• 第二章 激光器的物理基础及基本结构
• §2.1 光的自发发射、受激发射与受激吸收
• §2.2 光的自发发射
• §2.3 光的受激发射
• §2.4 光的受激吸收
• §2.5 爱因斯坦系数关系式
• 第三章 半导体激光器以及其工作原理
• §3.1 半导体激光器
• §3.2 半导体激光器工作原理
• §3.3 半导体内量子跃迁的特点
• §3.4 异质结
• §3.5 双异质结半导体功率放大激光器
• 第四章 薄膜技术与膜系设计
• §4.1 薄膜的反射和透射
• 4.1.1 单层膜的反射率
• 4.1.2 多层膜的反射率
• §4.2 薄膜的吸收和散射
• §4.3 增透膜
• 4.3.1 单层增透膜设计
• 4.3.2 双层增透膜设计
• §4.4 高反射膜
• 4.4.1 金属膜介绍
• 4.4.2 金高反射膜
• 4.4.3 全介质高反射膜
• 4.4.4 高反射膜的设计
• 第五章 薄膜工艺
• §5.1 设备介绍
• 5.1.1 真空度的介绍
• 5.1.2 薄膜蒸发技术
• 5.1.3 薄膜厚度的控制
• §5.2 半导体激光器腔面镀膜
• 结论
• 致谢
• 参考文献