單模雷射陣列

Abstract

在本論文中, 我們已成功的使用液相磊晶成長的方法研制出三種砷化鋁鎵半導體雷射 陣列。此三種結構都能在單葉(single lobe) 遠場分布下操作, 由於結構簡單, 因此 易於制造且具高產率。 第一種雷射陣列是數個(1,3,8,20 個 )雷射單元的溝槽基板平面化大光學共振脈腔折 射率波導砷化鋁鎵鎖相雷射陣列, 在4-6 微米間隔的鋸齒狀柵蝕刻的基板上以一次液 相磊晶成長方式磊晶, 溝槽間距為4 微米時, 因強烈藕合, 使遠場分布呈單葉, 其半 高寬(FWHM)為7.4° 與理論值5.94°非常吻合, 而溝槽間距為6 微米時, 則因微弱的 藕合, 使遠場呈雙葉( 最高次模),其半高寬為1°,理論值為0.68°, 與次鄰模間距為 7.4°,理論值為7.68°, 非常接近, 其最高功率( 脈波下 )為717 毫瓦/ 鏡面。 第二種雷射陣列為五個雙溝槽雷射陣列, 成長方式同第一種雷射, 僅溝槽間距改為(4 -8-4-8) 微米與(6-9-6-9) 微米兩種, 小間距的雷射陣列因強烈藕合, 使遠場呈單葉 , 其半高寬為3.68°約為理論值的3 倍。半高寬較寬的原因, 是因很多高次模重壘所 致。大間距的雷射陣列因藕合微弱, 使遠場呈雙葉, 其半寬高為1.6° 與理論值1.13 7° 非常接近, 其最高功率為574 毫瓦/ 鏡面, 量子效率高達65%,臨限電流為323 毫 安。 第三種雷射陣列是十一個雷射單元的氮化矽限流的脊狀波導雷射陣列, 單元間距在7 微米以下, 因強烈藕合, 其遠場分布呈現單葉, 其半高寬為4.5° 為理論值的四倍, 是很多高次模重壘所致, 大間距的雷射陣列, 因藕合微弱, 其遠場分布呈有些微鋸齒 狀的單葉( 趨向雙葉),是由很多高次重壘所致, 半高寬為7.2° 左右, 其最高功率為 1.3 瓦/ 鏡面, 量子效率高達80%,臨限電流為492 毫安。