大功率半导体激光器关键技术主要包括半导体激光芯片的外延生长技术、半导体激光芯片的封装与光学准直、激光光束的整形技术及激光器的集成技术。
半导体激光芯片的外延生长技术、外延芯片结构的研究和设计对大功率半导体激光器的发展起到至关重要的作用，因此也是大功率半导体激光器技术中研究的重点内容。
近年来，美、德等技术发达国家加强了此项技术的研究投入力度，并取得了重大的进展，处于国际领先地位。
其近期的研究成果主要体现在以下几个方面：
1、无铝有源区的采用有效地提高了激光芯片端面的光学灾变损伤光功率密度，使激光器件的输出功率和使用寿命得到显著提高；
2、采用应变量子阱结构，有效地提高了大功率半导体激光器的光电性能，扩展了GaAs基材料系的发射波长范围，降低了器件的阈值电流密度；
3、利用宽波导的大光学腔结构设计方法增加了近场模式下的光束尺寸，从而减小了器件的输出激光功率密度，增大了激光器的泵浦和输出功率，同时也使器件的使用寿命进一步增加。
如今，已实现商品化半导体激光芯片的电光转换效率已达60%，实验室中器件的电光转换效率已达到70%以上，相信随着其技术的进一步改进．不久的将来，半导体激光器芯片的电光转换效率将达到85%以上。
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