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半导体激光器

半导体激光器面面观(三)

星之球激光来源:中国激光网2011-09-28我要评论(0)

(1)808nmInGaAsP无铝大功率激光器 美国相干公司的半导体研究所研制了一种无铝激光器,其准连续波功率为50W,工作温度高达75℃。在峰值功率为55W时测量,经109次400s脉冲...

(1)808 nm InGaAsP无铝大功率激光器

美国相干公司的半导体研究所研制了一种无铝激光器,其准连续波功率为50W,工作温度高达75℃。在峰值功率为55W时测量,经109次400 s脉冲后其功率衰减<9%。峰值功率为60 W时,占空比为30%,激光器的半最大值全宽(FWHM)为2.2 nm。此无铝激光器还具有抗暗线和污斑缺陷、抗断裂、抗衰变和抗氧化等能力。保持高电光转换的InGaAsP激光器棒具有窄线宽发射,低光束发散等特性,适用于航空电子学中作二极管泵浦固体平板激光器,医学和工业等领域。

(2)具有小的垂直束发散角的808 nm 大功率激光器

半导体激光器发射时一般在平面垂线到外延层间存在大的发散束,这种发散是因为在有源层附近的上百个纳米区存在很强的光场限制,降低了最大输出功率,并且由于高的光强而对体半导体或面半导体造成灾变性光学损伤(COD)。

德国采用将高折射率层插入两层包层之间的方法,减少光束发散和光场限制,提高了半导体激光器的可用性,增强了光输出功率。阈值电流密度为280 A/cm2,转换效率接近50%,输出功率达2W。

垂直腔面发射激光器

VCSEL(垂直腔面发射激光器)及其阵列是一种新型半导体激光器,它是光子学器件在集成化方面的重大突破,它与侧面发光的端面发射激光器在结构上有着很大的不同。端面发射激光器的出射光垂直于晶片的解理平面;与此相反,VCSEL的发光束垂直于晶片表面。它优于端面发射激光器的表现在:

●易于实现二维平面和光电集成;

●圆形光束易于实现与光纤的有效耦合;

●有源区尺寸极小,可实现高封装密度和低阈值电流;

●芯片生长后无须解理、封装即可进行在片实验;

●在很宽的温度和电流范围内都以单纵模工作;

●价格低。

(1)结构

(2)衬底的选择

硅上VCSEL

在硅(Si)上制作的VCSEL还不曾实现室温连续波工作。这是由于将AlAs/GaAs DFB直接生长在Si上,其界面不平整所致,使DFB的反射率较低。 日本Toyohashi大学的研究者由于在GaAs/Si异质界面处引入多层(GaAs)m(GaP)n应变短周期超晶格(SSPS)结构而降低了GaAs-on-Si异质结外延层的螺位错密度。

蓝宝石上VCSEL

美国南方加利福利亚大学的光子技术中心为使底部发射850nm VCSEL发射的光穿过 衬底,采用晶片键合工艺将VCSEL结构从吸收光的GaAs衬底移开,转移到透明的蓝宝石衬底上,提高了wall-plug效率,最大值达到25%。

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