950-1050 nm DALGABOYLU LAZER KAVİTESİNİN OLUŞTURULMASI
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühen., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: FİKRİYE EDA BULUT
Danışman: Didem Altun
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yarı iletken lazerler temel olarak iki temel grupta incelenirler ve düşey dış kovuklu yüzey ışımalı lazerler (Vertical External Cavity Surface Emitting Laser- VECSEL) bantlar arası geçiş yapan lazer grubundadır. VECSEL çipi iki ana kısımda oluşur: i) Dağınımlı Bragg Yansıtıcısı (Distributed Bragg Reflector-DBR) ve ii) Aktif bölge. DBR yüksek yansıtıcılığa sahip aynadır, aktif bölge ise kazanç bölgesini oluşturur. VECSEL'in çalışabilmesi için gerekli olan lazer kovuğu ise harici olarak çıkış kuplörü OC (Output Coupler) kullanılarak elde edilir. Rezonans lazer kavitesinde DBR ile OC arasında meydana gelir. Bu tez çalışmasında VECSEL çipi GaAs alttaş üzerine büyütülmüş GaAs/AlAs DBR'den, kazanç bölgesi ise InGaAs/GaAs kuantum kuyularından oluşmaktadır. Çalışmada yüksek güç ve verim amaçlandığından flip-chip metodu ile fabrikasyon gerçekleştirilmiştir. Bunun için sırasıyla metalizasyon, indiyum lehimleme, ıslak aşındırma ve dielektrik işlemleri gerçekleştirilmiştir. Fabrikasyon işlemi sonrasında fotolüminesans ve reflektans ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Fotolüminesans ölçümündeki pik dalgaboyu ile reflektans ölçümündeki dip noktası örtüşmektedir. Bu nokta VECSEL'in çalışma dalga boyunu göstermektedir. Fabrikasyon sonrası lazer kavitesinin kurulması, hizalanması ve lazer ışımasının elde edilmesi üzerine çalışılmıştır. Öncelikle 976 nm dalgaboyunda hizalama lazeri kullanılarak "beam walking" yöntemi ile kavite hizalaması gerçekleştirilmiştir. Hizalama sonrası, lazer kavitesi dört farklı OC için kurulmuştur. %1 geçirgenliğe ve sırasıyla 50, 75 ve 100 mm eğrilik yarıçapına sahip OC'ler kullanılarak oda sıcaklığında maksimum 2 W çıkış gücü elde edilmiştir. Ancak bu tez çalışmasında hedeflenen verim değerine ulaşılamamıştır. Son olarak kazancın artırılması, VECSEL çipinin korunması için %2 geçirgenliğe sahip 75 mm eğrilik yarıçapına sahip OC kullanılarak elde edilen lazer ışıması da 3,02 W lazer ışımasının üzerine çıkılmıştır. Optik verim %25,9 ve M2 değeri 1,03 elde edilmiştir. Bu değerler ile çalışmadaki hedefler sağlanmıştır ve tez çalışması başarı ile sonlandırılmıştır.