高可靠性大功率808 nm半导体激光器

研制了一款基于AlGaInAs/AlGaAs应变补偿量子阱大光腔结构的808 nm半导体激光器.采用金属有机物化学气相沉积方法外延生长,在超高真空环境下进行圆片解理,然后原位沉积钝化膜,最后在镀膜机内沉积增透膜和高反膜,避免了激光器腔面在空气中解理容易使其被空气中的氧和碳等杂质污染.对封装好的半导体激光器进行了电光特性测试.测试结果表明,器件的波导宽190 μm、腔长4 mm,25℃时的阈值电流为1.5A,12 A直流驱动下的输出功率达到12.47W,最高电光转换效率为61.3％,腔面没有出现灾变性光学烧毁.器件的快轴发散角为28°,慢轴发散角为8°.器件在45℃、14A的驱动电流下工作8000 h没有失效,并由此推算器件在25 ℃、12A的恒流驱动下,寿命大于100000 h.     

1940nm半导体激光器系统

长春新产业光电技术有限公司推出了1940nm半导体激光器,输出功率为1000mW,发散角〈3mrad,出光孔光斑5mm×8mm,功率稳定性好,波长稳定性高,可靠性高,经济实用,并具有输出功率可控功能;该波长的光纤耦合激光系统输出功率可达8W。     

质量迁移层对InGaAsP BH半导体激光器阈值电流和模式行为的影响

用 Schwarz-Christoffel变换法计算了质量迁移InGaAsP BH激光器中的结电压分布;分析了迁移层和有源层侧向厚度,上限制层空穴浓度和有源层注入电流对迁移层同质结漏电流的影响;并提出以过渡模式为界,区分A类和B类模式,从理论上比较全面地分析了五层对称平板波导的模式行为;指出降低阈值电流和保证单基横模工作这两方面对迁移层厚度有相反的要求,从而存在一定意义下的最佳迁移层厚度.     

808 nm半导体激光器的温度特性

用波长漂移法测试了808 nm半导体激光器额定功率分别为1 W,2 W,3W的器件在不同的输出功率下的热阻,得到额定功率为1 W的器件在输出功率为1 W时的热阻最小为4.28 K/W,额定功率为2 W的器件在输出功率为2 W时的热阻最小为5.45 K/W,额定功率为3 W的器件在输出功率为3 W时的热阻最小为5.5 K/W。并对额定功率为3 W的器件在不同的占空比下进行了测试,0.5%占空比脉冲条件下温升相当于持续条件下温升的19.6%。并用ANSYS模拟了器件温度随时间的变化,得出脉冲的特点是1 ms温升就能达到稳态的50%,0.1 s就能达到稳态的95%以上。     

高功率793 nm半导体激光器

针对掺铥光纤激光器泵浦源的需求,研制了波长为793 nm的高功率半导体激光芯片和尾纤耦合模块。激光器外延采用了非对称大光腔的波导结构,降低了模式损耗,波导采用无铝的GaInP材料,结合真空解理钝化工艺提高了腔面损伤阈值。通过外延结构和腔面镀膜的优化,研制的激光器单管输出功率达到12 W@11A,在输出功率8 W时通过了300 h老化测试。采用7只单管制备了尾纤耦合模块,耦合至100 μm NA.0.22光纤中,输出功率为40 W@7A,电-光效率为49.5%@40 W。     

带非吸收窗口的大功率657 nm半导体激光器

在激光器腔面处制作非吸收窗口(NAW)可以有效地减少光吸收,防止激光器过早出现光学灾变损伤(COD),是提高大功率半导体激光器的功率特性的重要手段之一.采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术二次外延生长了大功率657 nm红光半导体激光器结构,通过闭管扩散Zn的方法在腔面附近制作了非吸收窗口.实验发现扩散温度550 ℃,扩散时间[20 min时,得到的非吸收窗口最为有效,激光器连续工作的无扭折输出功率大于100 mW,超过常规的无窗口结构激光器的最大输出功率的两倍,激光器的斜率效率提高了23%.测量该类器件的温度特性发现,环境温度为20～70 ℃时,其输出功率均可大于50 mW,计算得到激光器的特征温度约为89 K,波长增加率约为[0.24 nm/℃.     

1064nm DBR半导体激光器结构的研究

本论文主要在DBR光栅结构的设计和制备工艺方面开展了系统地研究工作,采用MOCVD系统对1064nm半导体激光器外延结构进行生长,通过湿法腐蚀工艺制备出了3.5μm宽的脊形波导.在DBR光栅制备过程中,采用325nm全息曝光系统对脊形波导进行全息光刻,并利用ICP干法刻蚀,制备出光栅的周期结构.     

808 nm半导体激光器烧结工艺的研究

研究了808 nm半导体激光器烧结过程中容易出现的"爬"铟现象,根据实验室的实验条件,采用了侧壁氧化结构来解决这个问题.制作了普通结构和侧壁氧化结构的激光器,烧结测试后发现:侧壁氧化结构的管芯烧结成品率可以达到95%以上,比普通结构的烧结成品率提高了20%.再将这两批管芯在500mA下老化测试,发现:侧壁氧化的管芯寿命明显长于普通结构的管芯.     

456nm半导体蓝激光眩目效应研究

为了探讨蓝激光眩目效应量效关系,利用视网膜电流图研究456nm半导体蓝激光照射兔眼的眩目效应,通过视网膜电流图b波振幅恢复时间评价蓝激光致眩效果,绘制剂量-恢复时间曲线,并通过眼底照相机观察激光辐照后的视网膜损伤情况。结果表明,456nm蓝激光眩目效果明显,视网膜电流图b波振幅的恢复时间随蓝激光辐照剂量的增加而延长,恢复时间与剂量间呈良好的线性关系,辐照后即刻和辐照24h后观察眼底未见损伤。本研究将为蓝激光的眩目应用提供了参考。     

980 nm半导体激光器的模场分布

结合980nm半导体激光器的特点，通过对高斯光束的发散特性的分析，得到激光器的模场分布特点。为提高980nm半导体激光器与光纤的耦合提供理论基础。     

大功率660 nm半导体激光器的电流电压特性

利用Zn扩散形成非吸收窗口技术,制备了大功率红光660 nm半导体激光器。对封装后的器件进行电流电压(I-V)特性测试。由于材料本身串联电阻的影响,半导体激光器的I-V曲线不再符合理想二极管I-V特性方程。通过数据拟合,得到半导体激光器的串联电阻约为0.5Ω。测试中还发现了两种异常I-V曲线,分别源于器件并联电阻及寄生二极管的影响。对每种I-V曲线建立了电路模型,并推导了I-V特性方程。分析认为制作过程中的金属工艺、烧结工艺和Zn扩散工艺等都会影响半导体激光器的电流分布及I-V特性。I-V特性测试可以用于半导体激光器的工艺监控与失效分析等。     

基于扫描近场光学显微镜的808nm半导体激光器腔面热特性分析

摘要：本实验搭建了近场光学显微镜,通过扫描获得的激光器腔面图像,对激光器腔面的热特性进行了分析。通过对比两个激光器样品的前腔面形貌随着注入电流的变化,可以得出激光器与热导相关的热特性参数。通过对被测试激光器进行寿命测试,可以得出激光器的寿命与该热特性参数相关。这将可能为激光器寿命测试提供了一种新的非破坏性的测试方法。     

515nm半导体泵浦固体激光器

新产业激光在研发1030nm激光器成功的基础上,近期继续发布一款新产品,MGL—F系列515nm半导体泵浦固体激光器,在室温条件下采用InGaAs端面抽运,实现Yb：YAG的1030nm波长的准三能级系统激光运转,经倍频晶体,获得了10mW的515nm倍频光输出。此波长激光器有望代替氩离子激光器（最强波长为514．5nm和488nm）。     

515nm半导体泵浦固体激光器

新产业激光在研发1030nm激光器成功的基础上,近期继续发布一款新产品,MGL-F系列515nm半导体泵浦固体激光器．在室温条件下采用InGaAs端面抽运,实现Yb：YAG的1030nm波长的准三能级系统激光运转,经倍频晶体,获得了10mW的515tim倍频光输出。此波长激光器有望代替氩离子激光器（最强波长为514．5nm和488nm）。     

515nm半导体泵浦固体激光器

新产业激光在研发1030nm激光器成功的基础上,近期继续发布一款新产品,MGL-F系列515nm半导体泵浦固体激光器,在室温条件下采用InGaAs端面抽运。实现Yb：YAG的1030nm波长的准三能级系统激光运转,经倍频晶体,获得了10mW的515nm倍频光输出。此波长激光器有望代替氩离子激光器（最强波长为514．5nm和488nm）。     

515nm半导体泵浦固体激光器

新产业激光在研发1030nm激光器成功的基础上．近期继续发布一款新产品,MGL-F系列515nm半导体泵浦固体激光器,在室温条件下采用InGaAs端面抽运。实现Yb：YAG的1030nm波长的准三能级系统激光运转,经倍频晶体,获得了10mW的515nm倍频光输出。此波长激光器有望代替氩离子激光器（最强波长为514．5nm和488nm）。     

空间辐射环境对半导体激光器的影响

电子辐射是空间辐射环境的重要组成部分, 也是地面模拟空间辐射环境的重要手段。为了研究半导体激光器在空间辐射环境下应用的可行性, 通过电子加速器的电子辐照模拟空间辐射环境, 以研究半导体激光器总剂量效应。实验结果表明, 半导体激光器的阈值电流随着辐照剂量的加大而增加, 斜率效率在106 rad之前随着辐射剂量的加大而略有增大。退火观测期间, 阈值电流在最初的两周内震荡变化, 总体趋势为增加, 直到两周后趋于稳定。对于接受辐射剂量较低的半导体激光器, 在实际使用中可以采用电流补偿的方法来消除辐射对其阈值及斜率产生的影响。     

一种高效率的1060 nm半导体激光器设计

设计了一种高效的1060 nm大功率半导体激光器,该激光器包含有源层、波导层和光限制层。其中有源层采用InGaAs/GaAs量子阱（QW）结构,将该层控制在临界厚度范围内,提高腔内量子效率;波导层采用非故意掺杂GaAs材料非对称大光学腔结构,减小空腔损耗;光限制层采用掺杂的Al0.25Ga0.75As材料形成线性的过渡,以减小串联电阻。应用MOCVD对器件结构进行优化,外延,制作和封装测试,获得功率效率为47.4％的1060 nm半导体激光器。实验结果表明,腔内量子效率达到98.57％,腔损仅为0.273 cm-1。在室温下,QCW脉冲条件下制备的器件具有4 mm腔长和100μm条宽的器件,效率达到47.4％,峰值波长为1059.4 nm。     

用于氦原子泵浦的1080nm半导体激光器

ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ 应变量子结构半导体激光器有其特有的波长输出范围,介绍了１ ０８０ ｎｍ ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ 应变量子阱激光器的结构、典型的特性参数及其用途。