現在、高出力半導体レーザーのアプリケーションは、データ ストレージ、光ファイバー通信、レーザー ヒューズ、ホログラフィック技術、スキャン印刷、エンターテイメント パフォーマンスなどを含む、軍事航空宇宙、工業生産、医療およびヘルスケアを含むほぼすべてのハイテク分野をカバーしています。その理由は、低価格、強力な統合、低消費電力、高効率など、独自の多くの利点によるものです。 808nmの高出力半導体レーザーは、より早くから研究が開始された半導体レーザーの一種です。 その最も重要なアプリケーションの 1 つは、固体レーザーの励起源としてです。 現在では、基本的に従来のランプ ポンプ ソースに取って代わりました。 主な理由は、または従来のランプポンピングでは達成できない高い変換効率のためです。 905nmの高出力半導体レーザーは人間の目に無害であるため、レーザー眼科治療、赤外線暗視、仮想現実などで広く使用されています。 この論文で設計された半導体レーザーはすべて、壊滅的な共振器表面の損傷閾値を改善するだけでなく、高次モードのレーザー発振を抑制することができる大きな共振器構造を採用しています。 808nm 半導体レーザーの量子井戸は、それぞれ InAlGaAs と GaAsP を採用しており、アルミニウムを含まない GaAsP 量子井戸の使用は、デバイスの信頼性を向上させるのに有益です。 905nmレーザーはマルチ活性領域トンネルカスケード構造を採用しており、レーザーの内部量子効率を大幅に向上させることができます。 本稿では主に808nmと905nmの高出力半導体レーザーを以下の側面から研究する。まず、半導体レーザーの開発経緯、研究状況、応用について紹介する。 次に、エピタキシャルウェーハ成長装置と試験装置の動作原理と注意事項について説明します。 この研究室では、エピタキシャルウェーハの成長に米国 Vecco 社の EMCORE D125 有機金属化合物蒸着 (MOCVD) システムが使用されています。 テスト機器は、Philips 社の PLM-100 光学蛍光スペクトル テスト システムと Accent PN44{{40}}0 の電気化学 CV モデルです。 (ECV) テスト システム。 次に、歪量子井戸のバンドギャップの計算、バンドオーダーの計算、発振波長と量子井戸材料組成および井戸幅の関係など、代表的な歪量子井戸半導体レーザーの設計プロセスを紹介します。など。シミュレーションでは、Kohn-Luttinger ハミルトニアン ベースの伝達行列が使用されます。 上記の理論に基づいて、量子井戸の材料組成と井戸幅を決定するために、808nm および 905nm 半導体レーザーの活性領域でシミュレーションが実行されました。 808nm 半導体レーザー量子井戸は、それぞれ 10nm In0.14Al0.11Ga0.75As と 12nm を使用しました。 GaAs0.84P0.16、905nm半導体レーザー量子井戸は7nm In0.1Ga0.9Asを採用し、活性領域は二重量子井戸構造を採用。 808nmと905nmの半導体レーザーの障壁層と導波路層はAl0.3Ga0.7Asであり、閉じ込め層はAl0.5Ga0.5Asです。 これに基づいて、MOCVDエピタキシャル成長が活性領域構造上で実行され、PLテスト結果に従って構造とエピタキシャル条件が最適化され、最終的に最適化された活性領域構造が得られます。 最後に、エピタキシー最適化後の量子井戸活性領域を基に、導波路層、閉じ込め層、キャップ層などを厚くし、適切なドーピングを行うことで、MOCVDエピタキシー装置により構造をエピタキシャル成長させ、構造はフォトリソグラフィーにかけられます。 、腐食、蒸着、スパッタリング、劈開、コーティング、焼結、圧接、パッケージング、その他の後処理を経て、完成したレーザー ダイが準備されます。 パフォーマンスの長所と短所
