以垂直腔面发射激光器(VCSELs)结构为基础,通过外腔输出镜构成的扩展腔可以实现高效腔内激光倍频。但是垂直腔面发射激光器一般生长在(100)衬底上,其偏振方向的不稳定性给其应用带来了不良的影响,在进行腔内倍频实现蓝、绿光输出时,必须解决的关键问题是对VCSELs输出光束的偏振特性进行控制。针对高功率激光输出,本项目提出在P面制备非对称台面结构和电极结构的方案,使注入到有源区的电流密度分布具有一定的方向选择性,从而使有源区的光增益也具有一定的方向选择性。首先,对大口径圆形和矩形垂直腔面发射激光器分别建立偏振理论模型,分析了VCSELs的偏振特性,同时也测试分析了大口径圆形器件的偏振特性,并且表征了温度的稳定性对偏振特性的影响。其次,对垂直腔面发射激光器工艺制备的关键技术进行研究。引入矩形柱结构,在器件工艺上制备了980nm底发射和顶发射矩形垂直腔面发射激光器。最后,实验结果发现,水平偏振光和竖直偏振光在工作电流内共同存在,而且水平偏振光一直占据主导地位;水平偏振光的激射光谱相对于竖直偏振光发生蓝移现象。矩形VCSELs器件获得了一定高功率的偏振激光。
英文主题词Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers; large-aperture; polarization; rectangular post; high-power.