Эпитаксиальные гетероструктуры AlGaAs/GaAs и мощные лазерные излучатели (λ=808 НМ) на их основе

• Автор: Яроцкая, Ирина Валентиновна
• Шифр специальности: 05.27.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Эпитаксиальные гетероструктуры для мощных лазерных излучателей спектрального диапазона 808 нм
1.1 Конструкции гетероструктур для создания мощных лазерных диодов
1.2. Влияние механических напряжений на качество гетероструктур и параметры излучателей
1.3. Формирование линеек и решеток лазерных диодов и эпитаксиальная интеграция как способы соединения одиночных излучателей
Глава 2. Методика получения эпитаксиальных гстероструктур АЮаАв/СаАя
2.1. Получение гетероструктур методом МОС-гидридпой эпитаксии
2.2. Используемое измерительное оборудование
Глава 3. Разработка гетероструктуры для линеек и решеток лазерных
диодов спектрального диапазона 800-810 нм
3.1. Влияние геометрии активной области гетероструктуры на выходные характеристики лазерных излучателей
3.2. Управление механическими напряжениями в гетероструктурах АЮаАзЛЗаАз
Глава 4. Создание эпитаксиально-интегрированных гетероструктур и излучателей на их основе
4.1. Лазерные излучатели на основе интегрированных гетероструктур
4.2. «Двухволновые» эпитаксиально-интегрированные лазерные диоды..
Заключение
Список использованной литературы

Список использованных сокращений
ГС - гетероструктура
ЛД - лазерный диод
ЛЛД - линейка лазерных диодов
РЛД - решетка лазерных диодов
АО - активная область
КЯ - квантовая яма
КПД - коэффициент полезного действия ВтАХ - ватт-амперная характеристика МОС - металлоорганическое соединение РРГ - регулятор расхода газа РД - регулятор давления

Введение
Полупроводниковые гетероструктуры (ГС) нашли широкое распространение в современной лазерной технике. Лазерные диоды (ЛД), линейки и решетки лазерных диодов (ЛЛД и РЛД) на основе ГС АЮаАзЛЗаАз с длиной волны излучения 800 - 810 нм используются в качестве источников излучения в современных оптико-электронных системах, в первую очередь, в системах накачки твердотельных лазеров на основе УАС:Кс13+ [1]. К диодным источникам накачки предъявляются высокие требования по выходной мощности, эффективности и температурной стабильности. Для достижения максимальных выходных характеристик лазерных излучателей необходимо создание ГС высокого качества и с оптимальной геометрией.
Данная работа посвящена изучению различных подходов, применяемых для совершенствования конструкции ГС и повышения выходной оптической мощности лазерных излучателей.
Использование ЛЛД и РЛД в системах накачки твердотельных лазеров диктует повышенные требования к температурной стабильности излучателей. Это связано с необходимостью поддержания заданной длины волны генерации, совпадающей с полосой поглощения активируемой примеси. Одним из возможных путей решения этой задачи является изменение геометрии активной области (АО) лазерной ГС, направленное на повышение локализации электронов в квантовой яме (КЛ). Так в [2] показано повышение характеристической температуры То ЛД, излучающих в диапазоне 1,06 мкм. В связи с этим, существует необходимость развития данного подхода для ЛД с 1=808 нм.
Система материалов А1Аз-ОаАз широко используется благодаря согласованности параметров решетки подложки и эпитаксиальных слоев, что является залогом высокого кристаллического совершенства ГС. Однако, несмотря на отсутствие дислокаций несоответствия, в таких ГС присутствуют остаточные механические напряжения, которые могут приводить к изгибу

Рис. 1.21. Характеристики ЛЛД с фактором заполнения 75 % в квазинепрерывном режиме работы (длительность импульса 200 мкс, рабочий цикл 1 %) в
В 2010 году компанией nLight [60] были представлены компактные линейки для работы в квазинепрерывном режиме. Рассматривались ЛЛД длиной 3 мм с длиной резонатора 1,5 мм и фактором заполнения 80%. Компанией были разработаны разные геометрии ГС, направленные на достижение двух целей: высокая эффективность (НЕ - high efficiency) и высокая температурная стабильность (НТ - high temperature). Оба типа ЛЛД достигают мощности -140 Вт при токе накачки 120 А, при этом КПД «высокоэффективной» линейки на -5% больше и составляет -64% (рис. 1.22). Использование той или иной геометрии ГС предполагается выбирать в зависимости от выполняемых задач. Так «высокоэффективные» ЛЛД предпочтительны при стандартных режимах работы, тогда как ЛЛД с повышенной температурной стабильностью предлагается применять при высоких длительностях импульса накачки. Можно предположить,
зависимости от тока накачки: ■ - мощность; А- эффективность; ♦ - напряжение [58]