非对称波导结构提高980状犿激光二极管电光效率的-强激光与粒子束.pdfVIP

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２２ ８ Ｖｏｌ．２２ Ｎｏ．８ 　 　 年 月 ， ２０１０ ８ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ａｕ． ２０１０ 　 ｇ 　 文章编号： （ ） １００１４３２２２０１００８１７８５０５ 　 非对称波导结构提高９８０狀犿激光二极管 电光效率的机理研究 １ ２ １ １ １ １ 王 俊 ， 白一鸣 ， 刘媛媛 ， 崇 锋 ， 熊 聪 ， 王翠鸾 ， 　 　 　 　 　 　 　 　 １ １ １ １ 冯小明 ， 仲 莉 ， 刘素平 ， 马骁宇 　 　 　 　 （ 中国科学院 半导体研究所，光电子器件国家工程中心，北京 ； 华北电力大学 可再生能源学院，北京 ） １． １０００８３ ２． １０２２０６ 　 摘 要： 采用高电流注入条件下的载流子扩散方程和复折射率波导模型情况下的亥姆霍兹方程，对 ９８０ 　　 　 　 ｎｍ高功率激光二极管外延材料的非对称和对称波导结构的光吸收损耗进行了理论计算。采用低压金属有机 化学气相外延技术制备了两种波导结构的外延材料，并制作了激光器件，进行了光电特性测试和对比分析。理 论计算和实验结果表明：与对称波导结构相比，非对称波导结构外延材料并未减小光吸收损耗，而是减小了串 联电阻，因而降低了器件的焦耳热损耗，从而提高器件的电光效率。 关键词： 激光二极管； 电光效率； 非对称波导结构； 光损耗； 外延材料 　　 　 　 　 　 　 中图分类号： 文献标志码： ： ／ ＴＮ２４８ Ａ 犱狅犻１０．３７８８ＨＰＬＰ１７８５ 　　 　 　　　　 　 　　　 近年来，高功率激光二极管在工业、医疗和军事等领域得到了重要的应用。对于给定的输出功率，高电光 　　 效率器件将导致更少的废热产生，这意味着散热系统的体积更小、重量更轻、成本更低。为了提高高功率激光 二极管的电光效率，在激光二极管外延材料结构的设计方面，国内外许多研究组和公司都提出了各自的实验措 ［ ］ １９ 施和研究方案，并取得了较大的进展 。其中的措施之一为采用非对称波导外延材料结构。普遍认为它提高 ［］ ２ 效率的机理为 ：对于非对称波导结构，由于 型材料的光吸收比 型材料强得多，将光场由对称分布变为非