激光器腔面钝化和腔面光学

1、半导体激光器腔面钝化和腔面光学膜的制备方法COD对半导体激光器带来的危害发生光学灾变的P-I曲线发生光学灾变的SEM图腔面解理时产生的缺陷腔面的表面态腔面薄的自然氧化层腔面制备钝化保护薄膜钝化技术钝化技术原理和处理方法原理和处理方法主要材料主要材料优缺点优缺点腔面硫化处理技术腔面硫化处理技术是把半导体激光器解理的腔面与含硫的化合物进行反应，从而去除腔面表面原有的氧化层，生成一种稳定的硫化物层，并且抑制氧化物的进一步生成，减少表面态密度，降低表面复合速率，提高器件的输出功率和可靠性。（NH4）2S，Na2S等溶液能有效提高激光器的性能，稳定性差，只在短时间内有效。高真空解理镀膜技术在高真空环境下

2、解理bar条，然后镀上钝化薄膜，再在腔面上镀制高透和减反薄膜一般选用ZnSe或Si、Ge、SiN、AlN等材料可以避免氧和杂质污染腔面，有利于获得高的输出功率和高的可靠性，但技术设备复杂，工艺难度高，价格昂贵。腔面附近引进非注入区技术腔面附近引入非注入区技术是在半导体激光器的腔面附近一定距离处（大约20%的谐振腔腔长）分别引入一电流非注入区，限制电流流入腔面，从而减少腔面附近载流子的浓度，降低表面复合电流，减少腔面处的非辐射复合，降低腔面产生的热量，从而提高激光输出功率和激光损伤阈值He、H、O等离子注入，或者制备SiO2等介质薄膜该技术和杂质注入诱导无序技术联合使用，达到实用化的要求非吸收窗

3、口技术非吸收窗口技术是在腔面附近通过特殊处理后使得腔面处材料的禁带宽度加宽，对应发射波长的腔面形成透明区，抑制腔面的光吸收。改性的方法有很多，主要包括：氮化处理技术、量子阱无序技术和二次外延生长技术。氮气，Zn,Si离子注入等，或者二次外延宽禁带半导体材料二次外延生长工艺上，技术难度大，重复性较差离子辅助镀膜技术离子辅助镀膜技术是在空气中解理半导体激光器芯片后，利用低能离子束轰击半导体激光器腔面，除去腔面的氧化物和腔面吸附的杂质，然后利用离子辅助技术镀上腔面钝化膜和腔面光学膜Ar、N2、H2、卤素气体中的一种或者混合气体可有效的提高器件的灾变光学损伤和器件的可靠性常用的几种半导体激光器腔面钝化

4、方法半导体激光器自然解理面的反射率R为：其中，n0为腔外介质折射率 n为激光器波导的模式折射率GaAs基激光器自然解理腔面的反射率为：30%32%为了减小半导体激光器的损耗，减小阈值电流密度，要求后腔面的反射率尽可能高（90%），前腔面尽可能小（5%10%）。半导体激光器腔面光学膜的设计不同折射率的单层介质膜的反射率特性曲线介质膜的折射率低于衬底的折射率时呈减反特性。介质膜的折射率高于衬底的折射率时呈高反特性在介质膜光学厚度 时出现极大和极小值41nd半导体激光器腔面光学膜的设计在折射率为 ng的基底上镀以光学厚度为 0/4 的高折射率（n1）的膜层后，对于中心波长为0的光束，根据光学薄膜设计的相关理论，单层膜和基底组合的导纳为n12/ng，垂直入射的反射率为:高反膜的设计单层高反膜介质膜的折射率n1越高，反射率越高，但实际过程中介质膜的折射率是有限的，因此单层高折射率介质薄