852nm半导体激光器的工艺制备及其特性分析

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1、中文图书分类号：TN248.4密级：公开UDC：38学校代码：10005硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目：852nm半导体激光器的工艺制备及其特性分析论文作者：廖翌如学科：电子科学与技术指导教师：李建军教授关宝璐副教授论文提交日期：2017年4月UDC：38学校代码：10005中文图书分类号：TN248.4学号：S201402039密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：852nm半导体激光器的工艺制备及其特性分析英文题目：THEFABRICATIONANDANALYSISOFCHARACTER

2、ISTICSOFA852nmSEMICONDUCTORLASERS论文作者：廖翌如学科：电子科学与技术研究方向：信息光电子学与光通信申请学位：工学硕士指导教师：李建军教授关宝璐副教授所在单位：信息学部微电子学院答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究

3、所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：廖翌如日期：2017年5月22日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：廖翌如日期：2017年5月22日导师签名：李建军日期：2017年5月22日摘要摘要随着光电技术的发展，半导体激光器逐渐被通信、医疗、日常用品等领域广泛使用。半导体激光器应用在不同领域的时候

4、，对其特性要求也不相同。而应用于空间系统的半导体激光器对光谱质量和输出稳定性都有较高的要求。因此制备良好光谱质量和较高输出稳定性的半导体激光器就显得尤为重要。本文在针对852nm半导体激光器的相关内容进行了深入研究的基础上，采用了改进的半导体制备工艺，制备出了具有良好性能的852nmF-P(Fabry-Pero)型的半导体激光器，并测试分析其各项性能。主要研究工作如下：1.为了优化半导体激光器的结构参数，本文采用了对比实验的方法，研究了在相同工艺制备条件下腔长与脊宽对半导体激光器特性的影响，研究结果表明，在腔长相同的情况下

5、，脊宽较窄的器件光谱质量较好；而在脊宽相同的情况下，腔长较长的器件P-I曲线较为稳定。最终得到制备半导体激光器的最佳脊宽和腔长分别为5μm和1000μm。2.针对传统制备工艺在制备半导体激光器时所存在的困难、成品质量较低等问题，开展半导体工艺物理与工艺方法研究，并通过实验验证了其可行性；其次，优化退火工艺参数和激光器腔面镀膜工艺参数设计；最终，制备出了852nm的半导体激光器。3.开展852nm半导体激光器的测试分析工作。首先，在常温条件下对器件进行了测试：测得光谱线宽小于1nm，并且在驱动电流为150mA时，输出光功率为

6、104mW，功率转化效率为37.5%，激射波长为846.5nm，光谱线宽为0.625nm。在此基础上，通过变腔长设计测试得到其内量子效率为66.94%。4.分析研究了852nm半导体激光器的温度特性：首先，在直流条件下采用以控温设备调节半导体激光器温度的方式，测试并研究了阈值电流和输出功率与温度的关系。结果表明，阈值电流和输出功率与温度成反比，其变化速率分别为0.447mA/K和0.63mW/K,特征温度为142.5K。在脉冲条件下，研究功率损耗与激射波长之间的关系，并绘制拟合曲线，最终通过半导体激光器的热阻表达式，求得热

7、阻大小为77.7K/W。关键词：852nm半导体激光器；温度特性；特征温度；阈值电流；IAbstractAbstractWiththedevelopmentofoptoelectronictechnology,semiconductorlasersaregraduallyusedincommunications,medical,dailynecessitiesandotherfields.Semiconductorlasersindifferentareas,itscharacteristicsarenotthesame.

8、Whilethesemiconductorlasersusedinspacesystemshavehigherrequirementsforspectralqualityandoutputstability.Soitisveryimportanttoprepareasemiconductorlaserw