21933

21933

طراحي ليزر ديود با ساختار نامتقارن بهينه شده با هدف بهبود كيفيت پرتو

دكتري

فيزيك - اتمي و مولكولي

1398/12/13

دكتر محمد حسين مهديه

فيزيك

ليزرهاي نيمه‌هادي از نظر توان و كيفيت پرتو نسبت به ديگر ليزرها داراي محدوديت‌ بيشتري است و از طرفي به كارگيري اين ليزرها مستلزم افزايش توان، بازده و كيفيت پرتو است. در تحقيق حاضر با به‌كار گيري ساختارهاي نامتقارن در ساختار لايه‌هاي اپيتكسي ليزر شامل تغيير در پروفايل ضريب شكست و ضخامت لايه‌هاي موجبر و غلاف و بهينه سازي موقعيت ناحيه فعال و به‌كارگيري سد‌هاي كوانتمي موثر بازده تبديل توان افزايش و واگرايي كاهش يافته است. بررسي‌هاي انجام شده توسط مدل سازي ليزر و شبيه سازي عملكرد آن انجام پذيرفته و نهايتاً با ساخت ليزر ايده مورد نظر تاييد گرديد. بهبود چشم‌گير پارامترهاي الكترواپتيكي ليزر ساخته شده نسبت به ليزرهاي موجود، دستيابي به بازده حدود 60 درصد و ارتقاي اطمينان پذيري عملكرد زماني ليزر را از نتايج نهايي اين تحقيق است.

1399/03/10

Design of Laser Diodes Based on Asymmetric Epitaxial Layer for Improving of Beam Quality

3/3/2021 12:00:00 AM

Power and beam quality in semiconductor lasers have more limitations comparing to the other lasers. On the other hand, to use semiconductor lasers, increase in power, efficiency and beam quality are prerequisites. In this study, power conversion efficiency is increased and fast axis divergence is decreased by applying asymmetric structures in laser diode epitaxial layers such as refractive index change, variations in waveguide and cladding layers thickness, optimization of active layer position and also applying effective quantum barriers. This investigation is done by laser diode modeling, simulation and eventually is confirmed by fabrication. Remarkable optimization in electro-optical parameters of the fabricated laser with respect to the previous typical laser diodes, 60% efficiency and high reliability are the final results of this study.