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氮化镓(GaN)是现在研究最为广泛的直接带隙宽禁带半导体,具有优良的物理、化学性质,是近年来蓝紫光半导体激光器研究中最重要的材料之一。围绕半导体激光器的一些关键参数,包括模式增益系数、饱和长度、饱和因子、损耗因子等进行实验测量和深入分析,对这些参数给出定量的描述,有助于了解半导体激光器的发光特性,通过参数的比较,也能为改进半导体激光器的结构,降低激射阈值,增加出光效率提供方向。
本文在对氮化镓基半导体激光器国内外研究现状和变条长(VSL)实验方法在测量激光器光模式增益系数方面进行调研的基础上,利用光学变条长方法研究了氮化镓基激光器的光增益系数及饱和特性等性能参数。我们分析了文献上的变条长光增益修正方案的不足之处,提出了求解模式增益系数的新方法,并给出了饱和长度及饱和因子的新定义,由此得到了实验样品的参数,结果表明,样品的模式增益系数在前25μn内达1040cm-1,饱和长度为35μn,饱和因子为3.3,这比用近指数增长区域拟合的方法得出的结果更为合理,这些数据也验证了在我们搭建的实验平台上进行变条长实验的可行性。同时,我们也提出了后续工作的诸多改进方向。由于碳化硅(6H-SiC)的众多优点使得它在氮化镓基半导体激光器的衬底方面很快成为除蓝宝石以外的使用最多的材料。我们对其产生了浓厚兴趣,但由于时间关系,仅进行了较初步的6H-SiC光谱研究。我们第一个对6H-SiC单晶体材料进行了低温的变温拉曼光谱和光致发光谱的测量,并利用四声子模型分析了A1(LO)声子模的峰位和线宽随温度的变化特性。但对若干其它现象我们还没有给出很好的解释,还需要下一步的深入分析研究。