半导体设备在电子行业中起着至关重要的作用。这些设备包括从领先的硅技术到复合半导体方法的各种类型。尤其是IIII-V复合半导体激光器在几十年中变得越来越重要,在各种领域(例如微电子,光电子学和光学电信)中找到了应用。半导体的多功能性允许对其属性进行自定义修改,以满足特定应用程序的需求。在设计光学元件时,半导体激光器的远场是至关重要的参数,因为许多半导体激光应用需要与单模光纤建立足够的连接。使用单模激光器设备,可以将更多功率传递到光纤。此外,从光学的角度来看,单模式激光器更好,因为光线更容易对齐。因此,使用单模半导体激光比构建复杂的光学系统要容易得多。在本文中,基于GAAS的630 nm区域半导体激光器的远场是与Modulight Corporation合作的优化。目标是了解制造步骤和选定的设备几何形状如何影响这些激光器的远场模式,从而改善对设备过程和过程产量的控制。远场高度依赖于激光设备的尺寸,因此,将两种不同的底物(638 nm和633 nm)与不同的尺寸一起使用以进行比较。除了远场外,还分析了光电压和光谱测量值。此外,为了更好地了解脊指导的光学特性和几何形状之间的依赖性,使用扫描电子显微镜测量了脊的尺寸。本论文中使用的激光条是通过光刻的步骤和等离子体蚀刻来捏造的。否则两个底物的处理都是相同的,但是633 nm底物的蚀刻时间更长,从而产生了更深的蚀刻深度。两个设备都使用了五个不同的脊宽度和三个不同的空腔长度。将实现的脊尺寸和调间模式行为与630 nm区域半导体激光结构的这些参数的建模结果进行了比较。脊的尺寸的表征结果显示了两个过程的各向异性和平滑档案。633 nm设备的蚀刻时间较长,导致脊比638 nm设备深507 nm,这是预期的。与638 nm设备相比,具有更深山脊的633 nm设备具有更深的山脊的阈值电流和输出功率变化较小。这项工作的目的是实现具有单模空间操作的激光器,该激光器是用633 nm激光器获得的。最佳尺寸为1000 µm的腔长为1.8 µm和3.4 µm的脊宽度,腔长为1500 µm,脊宽为2.2 µm。对于较浅的山脊深度,即638 nm激光器,所有选定的脊宽度和长度均显示多模具操作。此外,模拟结果很好地支持了实验结果。
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