模式稳定的双异质结激光器PDF电子书下载

第一篇 复合腔波导互补半导体激光器 3

第一章 预备知识及工作基础 3

§1.1 通常条形双异质结激光器侧向模式不稳定性问题的发现 3

1.1.1 早期研制的通常条形双异质结激光器 3

1.1.2 通常条形双异质结激光器非线性输出的试验观察 7

§1.2 通常条形双异质结激光器的侧向模式导引机制 9

1.2.1 增益波导 9

1.2.2 自由载流子波导 11

1.2.3 侧向模式稳定性的理论研究 14

§1.3 模式稳定的半导体激光器结构 19

1.3.1 采用一次外延制作的器件结构 19

1.3.2 采用二次外延制作的器件结构 23

§1.4 试验现象的观察与分析 25

第二章 复合腔波导互补激光器 27

§2.1 复合腔波导互补激光器的构思 27

2.1.1 半导体激光器模式的选择性问题 27

2.1.2 复合腔波导互补激光器的构思 31

2.1.3 设计思想与方法论 33

2.1.4 复合腔波导互补激光器结构设计举例 34

§2.2 分段压缩平面复合腔激光器特性 38

2.2.1 工艺简介 38

2.2.2 器件特性 40

§2.3 大光腔分段压缩平面复合腔激光器 48

2.3.1 LOC-SCP器件结构 48

2.3.2 LOC-SCP器件特性 49

第三章 复合腔波导互补理论 51

§3.1 波导互补的基本理论与定性分析 51

3.1.1 波导互补理论的基本假定 51

3.1.2 波导互补特性的定性分析 53

§3.2 分段压缩平面复合腔激光器侧向模式的理论计算分析 55

3.2.1 方程的选取 56

3.2.2 计算方法 59

3.2.3 模式选择性计算结果 60

3.2.4 模式稳定性计算结果 68

第四章 分段压缩平面复合腔激光器的纵模－温度锁定效应 72

§4.1 普通激光器纵模随温度的漂移 72

§4.2 分段压缩平面复合腔激光器的纵模－温度锁定效应 74

4.2.1 试验结果 74

4.2.2 理论分析 76

第五章 分段压缩平面复合腔激光器结构参数与阈值电流的关系 80

§5.1 有源区厚度与阈值电流密度的关系 80

5.1.1 阈值增益条件 80

5.1.2 限制因子T 82

5.1.3 有源区厚度与阈值电流密度的关系 84

§5.2 腔长与阈值电流的关系 86

§5.3 条宽、电流扩展效应与阈值电流的关系 88

5.3.1 氧化物条形结构的电流扩展效应 88

5.3.2 压缩双异质结结构电流扩展效应与电流集中效应的分析与验证 97

第一篇 参考文献 107

第二篇 阶梯衬底内条形可见光激光器 113

第一章 预备知识及工作基础 113

§1.1 非平面衬底液相外延 113

1.1.1 液相外延简述 113

1.1.2 非平面衬底液相外延实验研究 118

1.1.3 非平面衬底液相外延生长动力学 122

1.1.4 衬底定向偏差角的影响 124

1.1.5 非平面衬底的制备 128

1.2.1 工艺过程 131

§1.2 氧化物条形可见光半导体激光器 131

1.2.2 有源区、限制层掺铝量与激射波长的关系 132

1.2.3 （AlGa）As可见光激光器基本特性 134

1.2.4 激射特性 138

第二章 阶梯衬底内条形激光器 140

§2.1 阶梯衬底内条形激光器的提出过程 140

2.1.1 器件提出的过程 140

2.1.2 创新过程的体会 145

2.2.1 器件结构 148

§2.2 阶梯衬底内条形激光器的结构设计与工艺 148

2.2.2 工艺简介 152

2.2.3 与当时其他种类可见光激光器制作工艺过程的对比 157

§2.3 阶梯和窄台衬底内条形激光器特性 159

2.3.1 电学特性 159

2.3.2 阈值和光输出特性 160

2.3.3 模式特性 164

2.3.4 激射光谱 167

2.3.5 器件的可靠性和寿命 169

3.1.1 波导结构分析 174

第三章 阶梯衬底内条形激光器稳态特性的理论分析 174

§3.1 阶梯和窄台衬底内条形激光器的无源波导特性分析 174

3.1.2 侧向有效折射率的计算 175

3.1.3 光场分布的理论分析与实验结果 178

§3.2 电流分布模型 180

§3.3 稳态特性方程及其数值分析 183

3.3.1 方程的选取 183

3.3.2 求解稳态特性方程的基本步骤和具体方法 185

3.3.3 计算结果与讨论 187

4.1.1 大功率激光器简介 196

§4.1 阶梯衬底窗口双条形激光器的设计思想 196

第四章 阶梯衬底窗口双条形激光器 196

4.1.2 窗口条形激光器的工作原理及其几种结构 199

4.1.3 阶梯衬底窗口双条形激光器结构设计 202

§4.2 阶梯衬底窗口双条形激光器的特性 204

4.2.1 光输出功率和阈值特性 205

4.2.2 光场分布特性 207

4.2.3 CSWTS激光器的光谱特性 209

4.2.4 CSWTS激光器的温度特性 209

4.3.1 电流分布 211

§4.3 阶梯衬底窗口双条形激光器稳态特性理论分析 211

4.3.2 计算结果与分析 213

第二篇 参考文献 218

第三篇 阶梯衬底内条形锁相列阵激光器 223

第一章 预备知识及工作基础 223

§1.1 锁相列阵激光器概述 223

1.1.1 影响功率提高的因素 223

1.1.2 高功率激光器的几种结构形式 225

1.2.1 锁相列阵激光器的产生及其概况 228

§1.2 锁相列阵激光器 228

1.2.2 锁相激光器列阵的结构类型 231

§1.3 阶梯衬底内条形锁相列阵激光器的提出 238

1.3.1 非对称补偿条形复合腔半导体激光器列阵 238

1.3.2 阶梯衬底内条形锁相列阵激光器的提出 241

第二章 阶梯衬底内条形锁相列阵激光器 244

§2.1 阶梯衬底内条形锁相列阵激光器的制备 244

§2.2 器件特性 245

2.2.1 TSIS锁相列阵激光器的伏安特性和阈值特性 245

2.2.2 TSIS锁相列阵激光器的光功率－电流特性 247

2.2.3 TSIS锁相列阵激光器的模式特性 251

第三章 阶梯衬底内条形锁相列阵激光器模式理论 258

§3.1 理论模型 258

3.1.1 六单元TSIS锁相列阵激光器的近场分布 258

3.1.2 六单元TSIS锁相列阵激光器的远场分布 260

3.1.3 纵模间隔 261

§3.2 计算结果与分析 262

3.2.1 近场分布 262

3.2.2 远场分布 263

3.2.3 纵模间隔 266

第四章 锁相列阵激光器热特性 268

§4.1 物理模型及其数学描述 269

4.1.1 等效热注入模型 269

4.1.2 数学描述 270

§4.2 阶梯衬底窗口双条形激光器的温度特性 273

§4.3 阶梯衬底内条形锁相列阵激光器的热特性 277

4.3.1 理论模型 277

4.3.2 数值结果及分析 280

4.3.3 金刚石薄膜对改善锁相列阵激光器热特性的实验研究 286

第五章 混合集成二维面发射列阵激光器 289

§5.1 硅反射面组合式二维面发射激光器列阵 289

5.1.1 器件的制备 289

5.1.2 器件特性与面发射效率 292

§5.2 45°抛物面反射二维面发射激光器列阵 294

5.2.1 反射体的改进 294

5.2.2 反射体及其器件制备 296

5.2.3 器件特性 297

§5.3 反射体光反射率的分析与实验 301

第三篇 参考文献 303

附录 307

附录1 载流子在非等厚有源层内的扩散 307

附录2 电流分布的一维化结电压模型 309

附录3 分析双异质结激光器模式特性的Streifer方程 315

附录4 衬底吸收波导和微扰近似 321

附录5 散射矩阵 325

附录6 耦合模方程 327

附录参考文献 331