高效率GaAsP/AlGaAs张应变量子阱激光二极管

从理论上设计优化了高效率808 nm GaAsP/AlGaAs张应变量子阱激光二极管外延材料的量子阱结构和波导结构参数,并采用低压金属有机气相外延技术实验制备了外延材料.将制作的芯片解理成不同腔长,测试得到外延材料的内损耗系数和内量子效率分别为0.82 cm-1和93.6 %.把腔长为900 μm的单巴条芯片封装在热传...     

808nm高效率激光二极管

目前808nm高效率激光二极管产品的转换效率只有50%左右,还有很大的提升空间。通过提高欧姆接触层浓度、界面渐变和波导层掺杂等方面的外延材料结构优化,减小附加电压和电阻值,设计制作了808nm大光腔应变量子阱外延材料;并制作了200μm发光区标准单管,提取了材料内部参数,材料内损耗iα为0.67cm-1,内量子效率iη为0.88;将圆片解理成2mm腔长的巴条进行腔面镀膜,并烧结成标准单管,25℃下单管电光效率达到61.1%;将巴条烧结到微通道载体上,制作成标准微通道水冷单条阵列,水温15℃110A下输出光功率126.6W,电光转换效率62.77%。     

808nm无铝有源区激光器研究

外延生长了InGaAsP/GaInP/AlGaInP无铝有源区808 nm激光器材料,制作了标准准连续(QCW)单条器件.结果表明,器件工作波长为808nm,腔面未镀膜时,其阈值电流密度为286A/cm2,斜率效率为1.2W/A,内损耗为2.1cm-1,内量子效率为0.87.镀膜后,阈值电流密度为300A/cm2,180A时的输出功率为180W,斜率效率大于1.15W/A.在载体温度为60℃时,准连续工作3×108个脉冲后,功率下降小于5%.     

大功率GaInP/AlGaInP半导体激光器

制备了大功率实折射率GaInP/AlGaInP压应变分别限制量子阱激光器.所用外延材料在15°偏角的GaAs衬底上由有机金属气相外延一次外延生长得到.制备的激光器具有双沟脊波导结构,条宽和腔长分别为3和900μm,前后端面分别蒸镀5%的增透膜和95%的高反膜.分析了室温连续激射时激光器的光电输出性能.阈值电流的典型值为32mA,光学灾变阈值为88mW,功率为80mW时的工作电流为110mA,斜率效率为1W/A,串联电阻为3Ω.基横模光输出功率可达60mW,60mW时的平行结和垂直结的远场发散角分别为10°和32°,激射波长为658.4nm.器件的内损耗为4.1cm-1,内量子效率达80%,透明电流密度为648A/cm2.     

高功率连续运转二极管列阵激光器

针对InGaAs/GaAsP/AlGaAs应变补偿量子阱非对称宽波导结构进行了实验研究。利用不同腔长,100μm发光区,500μm周期的管芯测量了外延片的内量子效率和内损耗,其分别为83.81%和0.698 2 cm-1;采用C-mount标准封装,腔长为1.5 mm的单管测量了阈值电流和微分量子效率的特征温度,其分别为299和1 278 K;采用填充因子为74%,高纯度In焊料烧结,标准热沉封装制备了列阵激光器,比较了三种不同腔长的器件的P-I特性。最终确定腔长为1.5 mm,当工作电流为230 A时,二极管列阵激光器最大连续输出功率为204 W,电光转换效率为52%。     

大功率GaInP/AlGaInP半导体激光器

制备了大功率实折射率GaInP/AlGaInP压应变分别限制量子阱激光器.所用外延材料在15°偏角的GaAs衬底上由有机金属气相外延一次外延生长得到.制备的激光器具有双沟脊波导结构,条宽和腔长分别为3和900μm,前后端面分别蒸镀5%的增透膜和95%的高反膜.分析了室温连续激射时激光器的光电输出性能.阈值电流的典型值为32mA,光学灾变阈值为88mW,功率为80mW时的工作电流为110mA,斜率效率为1W/A,串联电阻为3Ω.基横模光输出功率可达60mW,60mW时的平行结和垂直结的远场发散角分别为10°和32°,激射波长为658.4nm.器件的内损耗为4.1cm-1,内量子效率达80%,透明电流密度为648A/cm2.     

低阈值高效率InAlGaAs量子阱808 nm激光器

以Al0.3Ga0.7As/InAlGaAs/Al0.3Ga0.7As压应变量子阱代替传统的无应变量子阱作为有源区,实现降低808 nm半导体激光器的阈值电流,并提高器件的效率。首先优化设计了器件结构,并利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)进行了器件的外延生长。通过优化外延生长条件,保证了5.08 cm片内的量子阱(QW)光致发光(PL)光谱峰值波长均匀性达0.1%。对于条宽为50μm,腔长为750μm的器件,经镀膜后的阈值电流为81mA,斜率效率为1.22 W/A,功率转换效率达53.7%。变腔长实验得到器件的腔损耗仅为2 cm-1,内量子效率达90%。结果表明,压应变量子阱半导体激光器具有更优异的特性。     

渐变光扩展结构减小885nm高功率激光二极管发散角

为了减少激光二极管泵浦激光晶体过程中产生的热量,并提高与泵浦材料的光学耦合效率,理论设计并实验制备了低发散角的885 nm高功率激光二极管列阵.通过在限制层中引入渐变光扩展结构,结合对整体外延材料结构的优化设计,有效减小了激光器件的远场垂直发散角.采用A1GaInAs/AIGaAs量子阱适当增加材料的压应变,提高外延材...     

准连续17 kW 808 nm GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵

高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器.报道了17 kW GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果.为了提高器件的输出功率,一方面采用宽波导量子阱外延结构,降低腔面光功率密度,提高单个激光条的输出功率,通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法进行材料生长,经过光刻、金属化、镀膜等工艺制备1 cm激光条,填充密度为80%,单个激光条输出功率达100 W以上;另一方面器件采用高密度叠层封装结构,提高器件的总输出功率,实现了160个激光条叠层封装,条间距0.5 mm.经测试,器件输出功率达17kW,峰值波长为807.6 nm,谱线宽度为4.9 nm.     

大功率及高转换效率2.1μm GaInSb/AlGaAsSb量子阱激光器

报道了激射波长为2.1 m 的GaInSb/AlGaAsSb双量子阱激光器。通过优化外延结构设计和欧姆接触,无镀膜的宽条激光器达到了9.8%的峰值功率转换效率,这比原来的值提高了1.5倍,室温下得到了615 mW的连续激射功率输出和1.5 W的脉冲激射功率输出。这些激光器的阈值电流密度低至126 A/cm2,斜率效率高达0.3 W/A。通过测试不同腔长的激光器,测得内损耗和内量子效率分别为6 cm-1和75.5%,均比原有器件有很大提升。激光器在连续工作3 000 h后,功率没有明显下降。     

High-Efficiency 808-nm InGaAlAs–AlGaAs Double-Quantum-Well Semiconductor Lasers With Asymmetric Waveguide Structures

The InGaAlAs-AlGaAs double-quantum-well semiconductor lasers grown by molecular beam epitaxy show high quantum efficiency and high power conversion efficiency at continuous-wave power output using asymmetric waveguide structures. The threshold current density and slope efficiency of the device are 180 A/cm² and 1.4 W/A, respectively. The internal loss and the internal quantum efficiency are 1.1 cm^-1 and 97%, respectively. The 75% maximum power conversion efficiency is achieved in 100-mum stripe widths 808-nm-emitting laser diodes with 1000-mum cavity length.     

微通道散热大功率半导体激光器研究

基于GaInAs/AlGaAs应变量子阱大光腔结构激光器芯片和无氧铜微通道热沉,采用In焊料烧结工艺,制作了976nm大功率连续激光器单条。在20℃热沉冷却条件下,输入电流110A时,输出功率104.9W,电光转换效率达到最大值64%。输入电流300A时,输出功率276.6W,电光转换效率达到54.2%。对激光器单条的热阻以及特征温度进行了测试分析,根据分析结果模拟了激光器单条在大电流下的输出特性,模拟结果显示热饱和是限制激光器最大输出功率的原因。因此,为了提高大功率激光器的输出功率,需要进一步提高激光器的特征温度,并降低热阻以改善散热情况。     

1.06 μm high-power InGaAs/GaAsP quantum well lasers

The high power and low internal loss 1.06 μm InGaAs/GaAsP quantum well lasers with asymmetric waveguide structure were designed and fabricated. For a 4000 μm cavity length and 100 μm stripe width device, the maximum output power and conversion efficiency of the device are 7.13 W and 56.4%, respectively. The cavity length dependence of the threshold current density and conversion efficiency have been investigated theoretically and experimentally; the laser diode with 4000 μm cavity length shows better characteristics than that with 3000 and 4500 μm cavity length:the threshold current density is 132.5 A/cm², the slope efficiency of 1.00 W/A and the junction temperature of 15.62 K were achieved.     

914nm共振泵浦高效率主动调QNd:YVO4自拉曼激光器

报道了一种基于914 nm共振泵浦技术的高效主动调Q Nd:YVO4自拉曼激光器。将处于基态低斯塔克能级粒子直接泵浦到激光上能级,可以减小斯托克斯因子损耗、降低量子亏损,从而实现了高效的1 176 nm拉曼光输出。在共振泵浦条件下,对泵浦吸收对转换效率的影响进行了详细的实验研究。使用两块掺杂浓度不同的Nd:YVO4晶体,分别获得了1.51 W （1.0-at.%,20℃）和2.11 W （2.0-at.%,20℃）的平均输出功率,对应的光光转换效率分别为28.5%（1.0-at.%）和35.2%（2.0-at.%）,相对于吸收泵浦光的转换效率分别为42.7%（1.0-at.%）和39.0%（2.0-at.%）。     

High-brightness, high-efficiency, single-quantum-well laser diode array

Single-quantum-well, separate-confinement double-heterostructure laser diode arrays which exhibit a high power conversion efficiency of greater than 54% have been demonstrated. The high efficiency results from a low internal loss of 3cm1 and high internal conversion efficiency. The maximum output power for a 100?m emitting aperture is 2 W CW and is independent of the cavity length.     

High-power and low-threshold-current operation of 1.3 μm strain-compensated AlGaInAs/AlGaInAs multiple-quantum-well laser diodes

Low-threshold-current and high-temperature operation of 1.3 μm wavelength AlGaInAs/AlGaInAs strain-compensated multiple-quantum-well laser diodes (LDs) with a linearly graded index separate confinement heterostructure also made up of AlGaInAs has been successfully fabricated. The threshold current density and differential quantum efficiency are 400 A/cm² and 22% for the as-cleaved broad-area LDs with a 900 μm cavity length, respectively. The calculated internal quantum efficiency, internal optical loss, and threshold gain are 23%, 6.5 cm⁻¹, and 45 cm⁻¹, respectively. The threshold current and slope efficiency at room temperature for the 3 μm-ridge-stripe LDs without facet coating are 12 mA and 0.17 W/A, respectively. The peak wavelength is at 1295 nm with an injection current of 60 mA. With increasing the temperature up to 100 °C, the threshold current will increase up to 41 mA. The characteristic temperature is around 78 K in the range from 20 to 60 °C and 56 K in the range from 60 to 100 °C. The wavelength swing varied with temperature is 0.43 nm/°C for the LDs operated at 60 mA and room temperature.