980nm大功率VCSEL激光器：温度与远场特性

"这篇科研论文详细探讨了980nm大功率垂直腔面发射激光器（VCSEL）的温度和远场分布特性。研究中采用了InGaAs/GaAs应变量子阱材料，构建了3组每组3个量子阱的周期性增益结构，总共9个量子阱，以优化增益匹配。设计的大台面直径和衬底面出射激光的结构旨在提升激光器的输出功率和光束质量。通过湿氮气氛下40分钟的侧氧化过程，在有源区形成了直径在300至500μm之间的电流限制孔。在室温下，该器件的最高输出功率达到了1.4W。随着注入电流增加，激光远场分布从空心圆环形态转变为中心单亮斑。通过变温测试，展示了如何通过分布式布拉格反射器（DBR）和有源区结构的良好匹配，实现室温下最低的激光阈值电流。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. 垂直腔面发射激光器（VCSEL）: VCSEL是一种特殊的半导体激光器，其光束是从垂直于衬底的表面发射出来，这使得它们在光通信、数据存储和光电子设备中有广泛应用。 2. 980nm波长: 980nm是激光器的一个常见工作波长，尤其在光纤通信和生物医学应用中，因为这个波长与某些材料的吸收特性相匹配。 3. 应变量子阱（Strained Quantum Well, SQW）: 通过在不同半导体材料之间生长具有应变的薄层，可以优化电子和空穴的能级，从而提高激光器的效率和性能。 4. 周期性增益结构: 这种结构由多个量子阱组成，它们在空间上周期性地重复，以增强光放大效应，降低激光阈值电流。 5. 大台面直径: 较大的台面直径有助于增加激光器的功率输出，同时也有助于散热，防止过热导致的性能下降。 6. 电流限制孔: 通过侧氧化工艺形成的电流限制孔可以控制注入到有源区的电流，防止过大的注入电流导致的非线性效应，从而维持良好的激光性能。 7. 远场分布: 描述激光束在远离光源时的强度分布，对于理解激光器的光束质量和应用至关重要。本文提到激光远场分布随注入电流的变化，从空心圆环向中心集中，反映了激光模式的转换。 8. 分布式布拉格反射器（DBR）: 用于形成激光腔的一对高反射镜，通过精确设计的交替薄层来反射特定波长的光，对激光器的谐振腔特性起关键作用。 9. 变温测试: 这种实验方法用于评估激光器在不同温度下的性能，对于理解和优化器件在实际应用中的稳定性非常重要。 论文的这些研究成果对提高980nm VCSEL的功率输出、光束质量和稳定性提供了理论基础和实践指导，对于相关领域的科研和工程应用有着重要的参考价值。