高激光損傷閾值半導(dǎo)體激光腔面膜熱特性研究.pdf

1、本文圍繞半導(dǎo)體激光器所使用的腔面膜進(jìn)行了熱特性分析與制備。針對高損傷閾值半導(dǎo)體激光器的腔面膜的要求，主要研究了以下幾方面內(nèi)容:
　　1、以808nm半導(dǎo)體激光器為例，結(jié)合熱傳導(dǎo)機(jī)制和熱學(xué)理論建立半導(dǎo)體激光器腔面熱量分布模型，通過分析腔面與薄膜界面處熱交換過程，以及半導(dǎo)體激光器內(nèi)部的生熱機(jī)制，得到高溫時大功率激光器腔面熱源分布模型。
　　2、從半導(dǎo)體激光器的腔面損傷機(jī)理出發(fā)，分析半導(dǎo)體激光器光學(xué)災(zāi)變損傷(COD)機(jī)理和腔面膜損

2、傷機(jī)理，確立COD的發(fā)生過程和對器件特性的影響。結(jié)合載流子密度擴(kuò)散方程以及光子密度分布模型，探討COD發(fā)生位置，同時分析了腔面膜熱效應(yīng)損傷和場效應(yīng)損傷，探討如何避免腔面COD的發(fā)生。
　　3、探討高激光損傷閾值腔面處理技術(shù)，包括真空解理、腔面鈍化處理、高損傷閾值腔面膜，以抑制腔面的氧化，降低腔面表面態(tài)密度，減少非輻射復(fù)合，提高器件的COD閾值。從薄膜的損傷機(jī)制出發(fā)，考慮腔面膜熱效應(yīng)損傷和場效應(yīng)損傷，分別優(yōu)化設(shè)計以ZnSe和金剛石材

3、料為腔面鈍化材料兩種腔面膜系。
　　4、依據(jù)大功率半導(dǎo)體激光器生熱機(jī)制和熱源分布，利用ANSYS有限元軟件對：
　　(1)不鍍鈍化膜器件;
　　(2)鍍有ZnSe鈍化膜;
　　(3)鍍有金剛石鈍化膜器件的穩(wěn)態(tài)溫度特性進(jìn)行模擬，得到穩(wěn)態(tài)時各激光器的溫度分布。
　　5、利用電子束鍍膜機(jī)和微波等離子體化學(xué)氣相沉積方法制備：
　　(1)鍍有ZnSe鈍化膜。
　　(2)鍍有金剛石鈍化膜808nm大功率半導(dǎo)