大功率半导体激光器腔面氮钝化的研究.pdf

本文主要探讨了大功率半导体激光器的腔面氮钝化处理工艺，这一工艺对于提升激光器的性能和稳定性具有重要意义。980纳米的大功率半导体激光器在电信、光通信、光纤传感等领域有广泛应用，其关键在于提高输出功率、稳定性以及器件寿命。 氮钝化是一种常见的半导体表面改性技术，通过将氮离子引入激光器的腔面，可以改变腔面的电荷状态和化学环境，从而改善激光器的工作特性。文中提到，针对980nm的大功率半导体激光器，研究团队进行了腔面离子铣氮钝化处理，结果显示，这种处理方式能显著提升激光器的输出特性，输出功率增加了32.14%，这意味着激光器的效率得到了提升。 此外，氮钝化处理还能增强激光器的抗灾变性光学损伤（COD）能力。COD是指在高功率工作条件下，激光器腔面由于热效应或电荷积累导致的突然失效现象。经过氮钝化的激光器在老化实验后没有明显的性能退化，而未进行氮钝化的激光器则出现了严重的退化，这表明氮钝化能够提高器件的可靠性。 利用俄歇谱测试仪(AES)分析了氮钝化后的半导体激光器腔面，发现氮离子在腔面有残留，其含量从0%上升到20%，同时氧元素的含量从61%降低至30%。这种氮含量的增加和氧含量的减少，可能是氮钝化提高激光器性能的原因之一，因为氮元素有助于稳定腔面的电荷状态，减少非辐射复合，从而提高激光器的工作效率和稳定性。 综上所述，氮钝化技术为大功率半导体激光器的优化提供了一种有效途径，它能够改善腔面特性，增强激光器的抗损伤能力，并有望延长器件的使用寿命。这一研究成果对于推动半导体激光器在更多领域的应用，尤其是在对高功率、高稳定性的需求日益增长的今天，具有重要的理论和实践价值。未来的研究可能将进一步探索氮钝化工艺的具体机制，以及如何优化氮离子注入条件，以实现更高效、更稳定的半导体激光器设计。