光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究进展

近年来，光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器由于其光束质量好、可实现大功率输出，受到了广泛的关注。在介绍其基本工作原理的基础上，综述了不同波段光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究现状与进展，并分析、讨论了实现高功率光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器面临的主要问题及解决方案。     

长波长垂直腔面发射激光器

给出了长波长垂直腔面发射激光器的器件结构的发展现状，同时对GaInNAs／GaAs垂直腔面发射激光器进行了详细的介绍。最后，给出了所设计的新型1.3μm GaInNAs/GaAs长波长垂直外腔面发射半导体激光器的结构设计，有源区量子阱由980nm半导体激光二极管进行泵浦。这种器件设计实现了激光二极管泵浦与长波长垂直腔面发射激光器的有机结合，同时具有两者的优点。此外，本文还对器件的阈值特性和光输出功率进行了理论计算。     

产品放送

固体４６０nm蓝激光器美国相干公司新近推出了一种采用光泵浦半导体激光（OPSL）技术的新型蓝宝石４６０－１０激光器。OPSL技术利用光能激励激光发射，与传统利用电流驱动的垂直腔面发射激光器相比，该激光器具有较大的功率。这种激光器主要用于数字成像系统、检验系统和生物测量仪器。与采用空气冷却的氩离子激光器相比，其体积小减９０％，功率消耗减少９８％，热耗散减少９８％。（No．２８）Scimitar激光器是一种Nd：YAG、二极管泵浦固体激光器，其波长为１０６４nm，能输出１５０W多模或２０W横模（TEMoo）激光束。该激光器内…     

垂直外腔面发射半导体激光器的热管理方法研究

垂直外腔面发射半导体激光器在高功率运转的同时可以保持良好的光束质量,近年来一直成为研究的热点。本文介绍了垂直外腔面发射半导体激光器的结构及运行原理。由于热管理是其高功率运行的主要限制因素之一,分析了垂直外腔面发射半导体激光器的热管理方法。使用反向生长的外延片通过化学湿法腐蚀去掉砷化镓衬底,得到了约6μm左右的外延片,最后利用808nm的泵浦光进行抽运获得了200mW的连续激光输出。     

发射蓝光的光泵InGaN垂直腔面发射激光器

在１９９９年５月举行的激光电光学会议（巴尔的摩）的逾期论文中,日本东京大学和德国维尔兹堡大学的研究人员报导了室温下从光泵垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）二维列阵中获得蓝光发射（３９９ｎｍ波长）的成果。这种器件的列阵可望大大降低高密度光学存储器的读出时间。列阵中每一柱形氮化铟镓垂直腔面发射激光器的直径为１８μｍ,器件的间距为２２μｍ。这种激光器用氮激光抽运的３Ｈｚ重复频率染料激光器的３６７ｎｍ波长抽运,激光器的阈值抽运能量为１０ｍＪ／ｃｍ２或片载流子密度为２～４×１０１２ｃｍ２。该器件以多层结构形…     

二维光子晶体对面发射激光器横模控制研究

垂直腔面发射激光器的单模输出特性在光网络数据传输光互连、光存储和激光打印中有重要的应用.传统的氧化限制型垂直腔面发射半导体激光器由于串联电阻大、发热严重而很难工作在单模状态.二维光子晶体结构可以有效地控制垂直腔面发射激光器的横向模式,使器件工作在单模状态下.从理论上系统研究了光子晶体垂直腔面发射半导体激光器的单模条件,成功设计了一组单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器,并通过常规工艺制作出功率0.6 mW、边模抑制比大于30 dB、阈值电流4 mA、远场发散角8.4°、不受电流注入影响的单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器.实验证明:光子晶体可有效地进行横模控制.     

基于VCSEL的光发射模块的研究与设计

概述了近年来发展迅速的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为发光器件的发射模块的结构，以及半导体激光器的特性。在了解了半导体激光器驱动电路的基本功能和设计要求后，重点介绍采用美国MAXIM公司生产的VCSEL驱动器MAX3740来设计基于VCSEL的光发射模块。     

光子晶体垂直腔面发射激光器特性研究

本文介绍了光子晶体垂直腔面发射激光器的制备工艺、工作原理、基本特性和研究进展,重点评述了光子晶体垂直腔面发射激光器的优良特性及应用前景.我们认为光子晶体垂直腔面发射激光器是一种新型的半导体激光器,它具有大出光孔径、较高的出光功率、稳定的单模、多芯传输等特点,而且具有优良的热特性和高速调谐特性,可在二维光信息处理的GaAs基近红外波段激光器、面阵集成等方面具有很大的应用潜力.     

光泵浦的InGaN垂直腔面发射激光器产生蓝色光

日本东京大学及德国维尔茨堡大学的研究人员报道了在室温下一个二维的光泵浦的垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）获得了蓝色激光（３９０ｕｒｎ）。这种器件的阵列可以显著缩短在高密度光学存储器中的读取时间。阵列中的每一个ＩｎＧａＮＶＣＳＥＬ直径为１８Ｐｍ,器件以２２Ｐｍ的间隔划分。在３６７ｕｒｎ处由一个重复频率３Ｈ。的ＮＺ激光泵浦的染料激光器来对ＶＣＳＥＬ进行泵浦。ＶＣＳＥＬ的发射门值是在１０ｍＪ／Ｃｍ’的泵浦能量或２～４ｘ１０‘’ｃｍ’载流子密度下产生。该器件是在以蓝宝石衬底的多层结构上做出的。在分布着反…     

半导体可饱和吸收镜实现超短高功率脉冲激光研究进展

介绍了半导体可饱和吸收镜(SESAM)的基本结构及使用半导体可饱和吸收镜被动锁模固态激光器的基本原理.综述了利用半导体可饱和吸收镜被动锁模薄片式固态激光器及光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器,获得高平均输出功率超短脉冲的最新进展,并指出量子点半导体可饱和吸收镜的使用将加速超短高功率脉冲的发展.     

新型材料InGaNAs的生长与应用前景

详细介绍了一种新型半导体材料(InGaNAs)的生长特点及其在制作高特征温度的长波长量子阱激光器、长波长垂直腔面发射激光器、长波长光泵垂直外腔面发射激光器、半导体可饱和吸收镜和长波长谐振腔增强探测器方面的优势。     

光泵外腔面发射InGaAs／InP半导体激光器

本文报道了外腔面发射ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ半导体激光器的实验结果．利用面发射ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ半导体材料作为激活介质，采用锁模（或连续）Ｎｄ＋３：ＹＡＧ激光（波长１．３２μｍ）泵浦．平均输出功率达１８７ｍＷ，同步泵浦获得最窄脉冲宽度为６ｐｓ，输出波长１．５μｍ，利用衍射光栅对脉冲进行压缩获得１８１ｆｓ超短光脉冲．     

电注入垂直腔面发射激光器

电注入垂直腔面发射激光器桑迪亚国家实验室的研究人员已报导首支电注入可见光垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）。此次演示被认为是激光技术的一个重要进展，这种进展使可见光面发射半导体激光器更接近于实现潜在的广泛产品。这个成就是桑迪亚Ｒ．Ｐ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ...     

垂直腔面发射激光器和CMOS电路的倒装晶片粘合

为了光电子器件和互补金属氧化物半导体（ＣＭＯＳ）电路的进一步集成,贝尔实验室－朗讯技术公司的研究人员已演示他们称为能实现每激光器每秒千兆比特性能的第一个倒装晶片粘合ＣＭＯＳ／垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）列阵。研究人员把他们以前的砷化镓多量子阱调制列阵的倒装晶片粘合到ＣＭＯＳ电路上。实验器件是在９７０ｎｍ波长工作的２×１０底部垂直腔面发射激光列阵,９７０ｎｍ波长可透过Ⅲ－Ⅴ族衬底。试验证明,室温时激光器的阈值电压为１．４～１．５Ｖ,阈值电流为０．９～１．０ｍＡ,两者都在商品化ＣＭＯＳ器件的驱动…     

大功率垂直腔底发射半导体激光器的光束质量

从M2因子、远场发散角、近场及远场光强分布等方面对大功率底发射半导体激光器光束质量进行研究,分析了不同器件参数对光束质量的影响,为寻找有效改善光束质量的方法提供了依据。设计了一种具有新型排列方式的垂直腔面发射半导体激光(VCSEL)阵列。通过调制阵列中各单元直径以及单元间距,在4 A的工作电流下得到1 kW/cm2的高功率密度和高斯远场分布。与具有相同出光面积的单管器件和4×4二维阵列比较,新型阵列的光谱特性及光束质量均具有优越性。     

面向双气室铯光泵磁力仪的VCSEL稳频研究

在地磁场测量领域中,自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差,电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积。针对使用垂直腔面发射激光器的便携式双气室铯光泵磁力仪激光稳频方法进行设计,设计方案包括激光器温度控制电路,光泵磁力仪信号反馈电路,激光器电流源调制与控制电路。将注入电流调制的稳频方法用于双气室光泵磁力仪结构,减小稳频代价的同时具有较好稳定性,温度控制精度达到0.002℃,10秒内波长稳定度达到4.36×10^-10,初步探索了自激式双气室光泵磁力仪集成化与小型化的可能性。     

单面键合面发射激光器的研制与分析

键合长波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)的研制对于光通信的发展具有重要意义,可以有效克服传统外延生长方法的诸多难題.文章通过对布喇格反射镜、有源区和光学腔的设计,结合键合技术进行工艺设计,研制出单面键合长波长垂直腔面发射激光器,并对器件进行了光泵浦测试与分析.器件的光泵激射证明结构及工艺设计是合理的,键合后的界面可以承受腐蚀、剥离、氧化等后续工艺,且键合界面未对器件光学性能造成明显不良影响.     

产生超短脉冲的光泵浦垂直外腔面发射激光器的研究进展

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器（OPS-WCSEL）在产生超短脉冲方面显示了优越的特性,在脉冲宽度、平均输出功率和脉冲重复频率等方面都得到了与传统超短脉冲激光器可比的结果．显出巨大的发展潜力。本文综合分析了用于产生超短脉冲的OPS-VECSE的基本原理和最趣研究进展,并探讨了该领域的发展方向和应用前景。     

可调谐垂直腔面发射激光器

近年来国内外在可调谐垂直腔面发射激光器这一研究领域取得了极大的进步。叙述了可调谐垂直腔面发射激光器的结构原理和发展历程,对不同结构的优缺点作了对比介绍,展望了可调谐激光器的发展前景。这种器件在光传输、光互连及光并行信息处理等方面有着良好的应用前景。     

GaSb基光泵浦半导体碟片激光器的研究进展(特邀)

GaSb基光泵浦半导体碟片激光器（OP-SDLs）可以获得高光束质量和高功率的红外激光输出,是近年来新型中红外激光器件研究领域的热点。文中介绍了GaSb基光泵浦半导体碟片激光器增益芯片的外延结构和工作原理,综述了2 m波段GaSb基泵浦半导体碟片激光器的研究进展,讨论了该类激光器的波长扩展、功率提升、实现窄线宽短脉冲发射和有效热管理关键问题,评述了性能发展的主要技术方向和应用前景。