垂直腔面发射激光器及其面阵的无损检测技术研究

垂直腔面发射激光器（VCSEL）因光束质量高、易于集成等优点，在通信、军事等领域有广阔应用前景。与边发射激光器相比，VCSEL器件制备工艺还不够成熟和完善，可靠性检测仍沿用加速寿命试验。本项目计划引入电导数、电噪声测试方法，研究VCSEL及其线阵、面阵的无损检测技术。针对之前将电导数、电噪声测试方法应用于边发射激光器可靠性研究中存在的不足，本项目将在大量测试常规器件样本的基础上，制备出人为引入各种缺陷类型的器件，由此更为直接地研究器件电导数、电噪声参数变化规律与器件缺陷机理之间的相关性，证实电导数和电噪声检测法对于器件可靠性判定的有效性，准确得出器件的可靠性判据以及指导器件制备工艺的方法。进而，在单管的研究基础上，制备具有独立电极引线的线、面阵器件，结合并联模拟实验、计算机仿真等方法，研究线、面阵器件的电导数、电噪声参数与其组成单元的关系，参考单管的研究结论给出线、面阵器件的可靠性判据。

垂直腔面发射激光器及其面阵已经在工业、医疗、军事等领域获得了广泛应用，其可靠性检测研究具有重要的意义。报告介绍了研究半导体激光器可靠性的几种主要方法，指出电导数技术是一种快速、无损、有效的方法。电导数方法已经成功应用于单管激光器的可靠性检测，我们将以此为基础，力图将电导数方法推广应用于激光器阵列器件的可靠性评价。首先，设计了大功率激光器阵列的电导数测试系统，能够获取类似单管激光器的电导数曲线和电导数参数。然后，重点研究了能否采用电导数曲线及电导数参数评价阵列器件的可靠性。开展了多单管激光器并联模拟阵列的实验，结合理论分析和计算机仿真，研究了阵列单元电导数参数与阵列电导数参数之间的关系，以及阵列单元的一致性在阵列电导数曲线及其参数上的体现，并由此初步总结了电导数方法评价阵列器件可靠性的判据。对一批阵列器件的实际测试结果验证了该方法的可行性。项目共发表论文22篇，其中SCI检索4篇，Ei检索16篇，一般期刊文章2篇。