高可靠性瓦级660nm半导体激光器研制

利用Zn扩散形成非吸收窗口的技术,制备了大功率660nm半导体激光器。在芯片窗口区用选择性扩Zn方式,使得窗口区有源层发光波长蓝移了61nm,有效降低了腔面的光吸收。制备的激光器芯片有源区条宽为150μm,腔长为1000μm,p面朝下用AuSn焊料烧结于AlN陶瓷热沉上。封装后的器件最高输出功率达到了4.2 W,并且没有出现灾变性光学腔面损伤的现象。半导体激光器的水平发散角为6°,垂直发散角为39°,室温1.5A电流下的激光峰值波长为659nm。使用简易的风冷散热条件,在1.5 A连续电流下老化10只激光器,4000h小时仍未出现失效现象。可见,所制备的660nm半导体激光器在瓦级以上功率连续输出时同时具有可靠性高及使用成本低的优势。     

808nm连续输出13.6W单芯片大功率激光器

通过对大功率激光器腔面光学灾变损伤的研究,分析了激光器腔面镀膜的损伤机理。为了提高激光器的输出功率,采用TiO_2替换Si作为高折射率材料,建立非标准膜系降低电场强度,同时优化膜层材料的粗糙度,并采用离子源进行清洗和助镀,有效提高了激光器的腔面光学灾变损伤阈值。结果表明,所制作的808nm激光器,最大连续输出功率达到13.6 W。     

近圆形光斑650nm半导体激光器的设计及制备

红光半导体激光器被广泛用于景观照明、塑料光纤通讯、空气质量检测和医疗等方面,但受 限于其可靠性不高及光斑质量差的缺点,在制作点光源或耦合进光纤等方面增加了应用成本 。为解决此问题,本文设计并制作了基横模工作的650 nm脊型半导体 激光器。结合AlGaInP材料的特点,我们使用极窄波导光 场扩展结构,使光场渗入限制层,增加了光场扩展宽度,有效降低了激光器的垂直发散角。 通过电感耦合 等离子刻蚀技术得到陡峭的2μm宽度的窄脊型结构,然后通过湿法工艺去除损伤并腐蚀到 阻挡层位置。干 湿结合的工艺使得激光器能稳定地基横模输出。制作的激光器远场图形呈近圆形分布,克服 了传统半导体 激光器光斑狭长的缺点。功率测试在30 mW以上没有出现功率曲线扭 折,并且制作的激光器通过了60 ℃下 10 mW的老化测试,推算的平均失效时间(MTTF)大于18000 h。     

大功率808 nm分布反馈激光器阵列研制

为了提高808 nm大功率半导体激光器阵列的波长稳定性,提出了带有二阶布拉格光栅的大功率宽条型808 nm分布反馈激光器阵列。相比于传统的一阶布拉格光栅,其可以显著抑制简并纵模的产生,提高器件的波长锁定范围。借助于金属有机化学气相沉积、全息光刻、干法刻蚀以及湿法腐蚀等工艺,完成了器件的制备,并且在准连续条件（200 A、200μs、20 Hz）下,对所制备的激光器阵列进行了不同温度下的性能测试。测试结果表明：器件峰值输出功率可达到190 W,光电转换效率超过55%,光谱半高宽为0.6 nm,温漂系数为0.06 nm/K,波长锁定范围达到125℃（-35～90℃）。另外,对其进行了老化考评,结果显示,老化2 000 h后峰值功率衰减小于4%。