宽禁带GaN基半导体激光器进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体是20世纪末研究最活跃的半导体材料系,其高亮度发光二极管和激光器一出现即以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体激光器的市场需求、蓝宝石基片上生长的氮化镓基激光器的研制和发展概况以及近期研究热点作了扼要介绍。     

无极性GaN激光器

加利福尼亚大学宣布了世界上第一个无极性（nonpolar）GaN的405nm激光二极管，相比传统的极性GaN基激光二极管效率更高寿命更长，但输出功率偏低；脉冲模式下波长为405nm，恰好适合光学数据存储。但是要走向商业应用还需要进一步的研究。该激光二极管的阈值电流密度为7．5kA／cm^2，而目前Nichia公司销售的蓝宝石衬底GaN激光器的为1．5kA／cm^2。该新型激光器要商业应用就需要将该值减小大约一半，并产生稳定且足够强的激光输出。     

索尼和住友电工试制成功绿色半导体激光器波长530nm连续振荡输出功率100mW以上

正索尼和住友电气工业试制出了绿色半导体激光器,振荡波长为530 nm,连续振荡时可实现100 mW以上的光输出功率。2009年住友电工曾发表振荡波长为531 nm的绿色半导体激光器,但当时只是脉冲振荡。此次试制品的光电转换效率为8%以上。此次的绿色半导体激光器是在GaN(氮化镓)基板的半极性面上生成GaN类半导体结晶制成的,活性层采用InGaN,GaN基板由住友电工制造。     

GaN基发光二极管研究与进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体GaN是最近研究比较活跃的半导体材料系，其高亮度发光二极管一出现即引起广泛的关注，并以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体二极管的研制和发展概况，应用和市场前景，以及近期研究热点作了介绍。     

940 nm无铝双量子阱列阵半导体激光器

分析了影响列阵半导体激光器极限输出功率的因素。利用MOCVD研制了无铝双量子阱列阵半导体激光器。无铝列阵激光器的峰值波长为 940 2nm ,半峰宽为 2nm ,连续输出功率为 10W ,斜率效率为 1 0 9W A。     

GaN系材料的蓝紫色半导体激光器

日亚化学工业公司成功地使用GaN系材料制作的蓝紫色半导体激光器，进行了室温脉冲振荡。该器件使用InGaN多重量子阱结构为其激活层。该半导体激光器的脉冲宽为1μs，占空比0．001条件下接通电流时，开始产生电流密度为4kA／cm2的振荡。最大脉冲功率为几＋mW，发光光谱的半值宽为1nm～3nm。目前传统开发中的蓝色半导体激光器采用ZnSe系材料。这次开发采用GaN系材料是对短波长半导体激光器在选材上的有力补充。该公司已开发的GaN系蓝色发光管亮度为2．5cd，绿色发光管亮度为12cd。GaN系材料的蓝紫色半导体激光器@孙再吉…     

GaN基和GaAs基半导体激光器的电学特性研究

介绍了一种能够全面表征半导体二极管器件的电学特性的方法,此方法结合半导体二极管的正向交流特性和直流特性,称之为正向交流小信号法。利用该方法深入地研究和对比分析了GaN基和GaAs基半导体激光器的电学特性,包括表观电容、串联电阻和理想因子。实验结果表明,对于GaN基和GaAs基半导体激光器,其开始发光的过程同步于其电容由正转变为负的过程。进一步实验结果表明,GaN基半导体激光器比GaAs基半导体激光器具有更大的串联电阻和更大的理想因子。这是由于GaN基激光器的器件工艺不够完善以及外延生长的GaN材料具有很大的位错密度。该研究为提高和改善GaN基激光器的性能提供了必要的依据以及理论指导。     

405nm波段光栅外腔窄线宽蓝紫光半导体激光器

自由运行的半导体激光器由于谱线较宽而无法满足如拉曼散射等对线宽有要求的应用需求,因此获得线宽较窄、波长稳定的半导体激光器十分必要。采用反射式全息光栅作为谱线窄化元件,研究了在Littrow布局下的405 nm外腔半导体激光器。反射式全息光栅的加入,使得光栅面和半导体激光器的输出面组成耦合外腔,这在很大程度上改善了405 nm半导体激光器的线宽性能。实验结果表明,通过加入2400 line/mm的反射式全息光栅形成外腔反馈,半导体激光器的阈值电流由31 m A下降到22 m A,谱线宽度从自由运行时的1 nm减小到0.03 nm以下,实现了窄线宽输出,并且在工作电流为100 m A时,得到窄线宽半导体激光器的输出功率为28 m W,为自由运行半导体激光器输出功率的31.7%。此外,通过调节反馈光栅的角度,实现了较大电流范围的激光波长的连续调谐,最大调谐范围达3.5 nm。     

振荡波长488nm的非极性激光器首次演示

日前,罗姆展出了连续振荡时振荡波长达到488nm的非极性激光器。非极性激光器是指利用GaN晶体的非极性面制成的半导体激光器。“其他公司也有488nm半导体激光器。不过现场进行工作演示还非常少见”。     

罗姆刷新非极性激光器的振荡波长记录

罗姆已将采用GaN结晶非极性面的半导体激光器（非极性激光器）的振荡波长增大至463nm。这一数值是在脉冲振荡时测量到的。463nm是非极性激光器目前最长的振荡波长。该公司和日本东北大学研究小组刚通过脉冲振荡将振荡波长增至约452nm。振荡波长为452nm时的阈值电流约为130mA左右，此次将阈值电流进一步减小至41mA，是原来的约1／3。     

SiC衬底上的蓝光半导体激光器

日本富士通实验公司已演示了电脉冲氮化镓（GaN）基蓝光半导体激光器的5小时室温运转。该器件做在碳化硅（SIC）衬底上。该激光器的主要特性包括414urn输出对蓝光输出激光器而言．碳化硅（SIC）衬底相对于刚玉有几个优点。由于激光腔反射器可用解理面形成，并且SIC导电．SIC衬底较易制诈波长、3O0us脉冲运转80OmA阈值电流和20mw的最高输出功率。这是SIC衬底上蓝光GaN激光器的第二个成功开发的报导，器件在室温下脉冲运转。第一个成功报导是美国克利研究公司开发的，它的器件寿命较短。研究人员用普通低气压金属无机汽相外延（MOV…     

GaN基半导体材料研究进展

简单回顾半导体短波长激光器的发展过程，总结了GaN基激光二极管的发展以及GaN薄膜的几点技术进展。     

日本研制出新型绿色激光投影机

作为“绿色半导体激光器”现已有用作激光指示器以及背投电视光源的产品。其工作原理是通过非线性结晶对红外半导体激光器发射的1064nm红外光进行波长转换．使其发射532nm的绿色光。当然，并非是直接从半导体激光器射出绿色光。另外，作为绿色激光器．还可以通过非线性结晶使来自YAG激光器等固体激光器的红外光发出绿色光。上述激光器都存在着发光波长限于532nm的缺点以及由于要转换波长而导致电力转换劾率低等亟待解决的问题。     

大功率体光栅外腔半导体激光器的输出特性

宽条形大功率半导体激光器(LD)存在光谱温漂系数大、光谱宽度宽的缺点,为了改善宽条形大功率半导体激光器的光谱特性,采用一种体光栅(VBG)离轴外腔方法实现了宽条形大功率半导体激光器光谱特性的明显改善和高效率工作.宽条形半导体激光器的外腔结构主要包括激光器输出光束的快、慢轴准直光学透镜和离轴放置的体光栅.宽条形半导体激光器的激射条宽为100μm,当激光器工作电流为4.0 A时,外腔激光器的输出功率高达3.4 W,斜率效率为1.0 W/A,光谱宽度由自由出射条件下的2~3 nm减少为0.2 nm,峰值波长的温漂系数小于0.015 nm/℃.     

吸收式1310nm～1550nm半导体激光器波长稳定的实验研究

文中对半导体激光器光电吸收稳频方法进行了基础研究和原理性实验，设计并制作以氪气（Kr）作吸收介质的光电吸收池，实现了波长为1310nm IgGaAsP DFB激光器工作波长的基本稳定。测试结果表明，激光器输出中心波长和峰值波长锁定在1308.279nm，且-20dB谱宽由稳频前的0.30nm变为0.12nm左右。     

更长波长的超晶格激光器

半导体激光器是现代光电子学和光通信的关键部件之一。除运转于中红外（２～２０μｍ）的半导体激光器外，从可见光到近红外（０．５～２μｍ）波长的多数工作对气体传感之类应用（如污染控制和工业、化学过程控制）都是有益的。这些较长波长的激光器主要以铅盐半导体为基...     

简明消息

＇97激光与光电子产品展示会日本激光展品简介在＇97激光与光电子产品展示会上．半导体激光泵浦固体激光器的展示引入注目。半导体激光泵浦的激光晶体是YVO4、YLF、YAG、LiSAF等．·全固体蓝光二次谐波发生激光器日本金属公司展出了利用接Cr的LiSAF晶体的内腔型全固体蓝光二次谐波发生激光器．该晶体的转换效率比掺钛蓝宝石高．吸收波段也宽．基波波长是860nm．该激光器利用LiB3O5晶体的二次谐波发生，输出波长430nm的光。·半导体激光泵浦的Nd：YVO4激光器英德考（）公司展出了输出Nd：YVO4三倍频（紫外波长355nm）的Q开关半导…     

800～1500nm光纤耦合多模泵浦模块与宽接触半导体激光器的进展

介绍了波长为8xxnm,9xxnm和14xxnm的光纤耦合泵浦模块与宽接触半导体激光器的最新进展。发射波长808nm,出光孔径为200μm的宽接触半导体激光器,连续输出功率11W,脉冲输出功率30W,可以被直接使用。应用于打印领域、发射波长830nm的泵浦模块展现了优良的特性,在连续功率为1W时,功率稳定范围为2%,95%的功率可以耦合到数值孔径为0.12,芯径为50μm的光纤中。发射波长为808nm,应用于泵浦的宽接触半导体激光器最高功率为18W,电光转换效率为64%。9xxnm泵浦模块的其中一项改进是内置反馈保护（在1060nm时〉30dB）,由此可以保证光纤激光器的峰值功率在千瓦以上时,该模块可以安全运行。对于出光孔径100μm,发射波长为14xxnm的宽接触半导体激光器,输出功率为3W,斜率效率0.64W/A,电光转换效率46%。     

用带有半导体开关的塞纳克干涉仪转换全光波长和脉宽

提出用带有半导体光学放大器的塞纳克干涉仪开关对全光波长和脉宽变换，这种开关结构简单，开关速度不受半导体载流子恢复时间限制。输入数据的脉宽1．5ps被变换成24-18．1ps。在1539nm输入数据波长变换为可调谐波长，带宽为15nm(1550—1565nm)。     

高功率980nm半导体激光器有源区制备中的Ⅴ/Ⅲ比优化

高质量的MOCVD外延材料是研制高性能半导体光电器件的基础.通过制作简单的量子阱结构,利用光荧光系统进行快速表征,得到Ⅴ/Ⅲ比不但会影响PL的强度,还会影响片内均匀性的结论.根据标准偏差统计法,确定了InGaAs量子阱外延的最佳Ⅴ/Ⅲ比为35.基于优化的外延参数,制备了波长为980 nm的半导体激光器,在15A脉冲电流下,腔面未镀膜时器件的平均输出功率为9.6W,中心波长为977.2 nm.研究结果为半导体激光器的研制提供了一种快速有效的方法.