首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
     

高功率窄脉冲垂直腔面发射激光器n-DBR反射率的优化
引用本文:张立森,宁永强,张星,刘迪,秦莉,张金龙,刘云,王立军.高功率窄脉冲垂直腔面发射激光器n-DBR反射率的优化[J].中国激光,2012,39(5):502003-21.
作者姓名:张立森  宁永强  张星  刘迪  秦莉  张金龙  刘云  王立军
作者单位:张立森:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033中国科学院研究生院, 北京 100049
宁永强:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
张星:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
刘迪:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033中国科学院研究生院, 北京 100049
秦莉:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
张金龙:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
刘云:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
王立军:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
基金项目:国家自然科学基金(10974012,60876036,90923037,11074247,61006054,61106047,61176045,51172225和61106068)资助课题。
摘    要:从理论上研究了n型分布布拉格反射镜(n-DBR)的反射率对器件阈值电流、输出功率以及转换效率的影响,得出了最佳反射率。在此基础上研制了垂直腔面反射激光器(VCSEL)单管和阵列器件,采用波形分析法对VCSEL器件的功率进行了测试。在脉冲宽度60ns,重复频率100Hz条件下,500μm口径单管器件在注入电流为110A时,峰值输出功率达102W,功率密度为52kW/cm2,4×4、5×5阵列器件在100A时,功率分别达到98W和103W。对比了单管器件在连续、准连续和脉冲工作条件下的输出特性和光谱特性,连续和准连续条件下激射波长的红移速率分别为0.92nm/A和0.3nm/A,6A时的内部温升分别为85℃和18℃,而脉冲条件下激射波长的红移速率仅为0.0167nm/A,6A时的温升为1.5℃,远小于连续和准连续的情况,这也是器件在脉冲条件下能得到很高输出功率的主要原因。

关 键 词:激光器  垂直腔面发射激光器  窄脉冲  高功率  自热效应
收稿时间:2011/12/13

Optimization of n-DBR in High Power Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser under a Short Pulsed Operation
Zhang Lisen,Ning Yongqiang,Zhang Xing,Liu Di,Qin Li,Zhang Jinlong,Liu Yun,Wang Lijun.Optimization of n-DBR in High Power Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser under a Short Pulsed Operation[J].Chinese Journal of Lasers,2012,39(5):502003-21.
Authors:Zhang Lisen  Ning Yongqiang  Zhang Xing  Liu Di  Qin Li  Zhang Jinlong  Liu Yun  Wang Lijun
Affiliation:1(1State Key Laboratory of Luminescence and Application,Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun,Jilin 130033,China2Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)
Abstract:The dependent of threshold current, output power and wall-plug efficiency on the reflectivity of n-distributed Bragg reflector (DBR) is simulated theoretically. The vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) single device and arrays are fabricated and tested using waveform analysis method. The pulse width and repetition rate are 60 ns and 100 Hz, respectively. The peak output power of single device with an aperture of 500 μm is up to 102 W, corresponding to a power density of 52 kW/cm2, when the injection current is 110 A. The peak powers of 4×4 and 5×5 arrays are 98 W and 103 W at 100 A. The output power and the spectra of single device are compared at different injection currents under continuous wave (CW), quasi-CW (QCW), and pulsed operation, respectively. It is also concluded that the red shift rate of lasing wavelength is 0.92 nm/A and 0.3 nm/A, the temperature rise is 85 ℃ and 180 ℃ under CW and QCW operation, respectively. While it is only 0.0167 nm/A under pulsed operation, the corresponding temperature rise at 6 A is 1.5 ℃, which is far less than that under the other two conditions. That is why the peak power is so high under pulsed operation.
Keywords:lasers  vertical cavity surface emitting laser  short pulse  high power  self-heating effect
本文献已被 CNKI 等数据库收录!
设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号