Experimental investigation of factors limiting slow axis beam quality in 9xx nm high power broad area diode lasers

二极管 材料科学 激光器 光电子学 热的 极化(电化学) 光学 半导体激光器理论 量子阱 散热片 化学 物理 热力学 物理化学 气象学
作者
M. Winterfeldt,P. Crump,H. Wenzel,G. Erbert,G. Tränkle
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:116 (6) 被引量:55
标识
DOI:10.1063/1.4892567
摘要

GaAs-based broad-area diode lasers are needed with improved lateral beam parameter product (BPPlat) at high power. An experimental study of the factors limiting BPPlat is therefore presented, using extreme double-asymmetric (EDAS) vertical structures emitting at 910 nm. Continuous wave, pulsed and polarization-resolved measurements are presented and compared to thermal simulation. The importance of thermal and packaging-induced effects is determined by comparing junction -up and -down devices. Process factors are clarified by comparing diodes with and without index-guiding trenches. We show that in all cases studied, BPPlat is limited by a non-thermal BPP ground-level and a thermal BPP, which depends linearly on self-heating. Measurements as a function of pulse width confirm that self-heating rather than bias-level dominates. Diodes without trenches show low BPP ground-level, and a thermal BPP which depends strongly on mounting, due to changes in the temperature profile. The additional lateral guiding in diodes with trenches strongly increases the BPP ground-level, but optically isolates the stripe from the device edges, suppressing the influence of the thermal profile, leading to a BPP-slope that is low and independent of mounting. Trenches are also shown to initiate strain fields that cause parasitic TM-polarized emission with large BPPlat, whose influence on total BPPlat remains small, provided the overall polarization purity is >95%.
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