(1)808 nm InGaAsP無鋁大功率激光器
美國相干公司的半導(dǎo)體研究所研制了一種無鋁激光器,其準(zhǔn)連續(xù)波功率為50W,工作溫度高達75℃。在峰值功率為55W時測量,經(jīng)109次400 s脈沖后其功率衰減<9%。峰值功率為60 W時,占空比為30%,激光器的半最大值全寬(FWHM)為2.2 nm。此無鋁激光器還具有抗暗線和污斑缺陷、抗斷裂、抗衰變和抗氧化等能力。保持高電光轉(zhuǎn)換的InGaAsP激光器棒具有窄線寬發(fā)射,低光束發(fā)散等特性,適用于航空電子學(xué)中作二極管泵浦固體平板激光器,醫(yī)學(xué)和工業(yè)等領(lǐng)域。
(2)具有小的垂直束發(fā)散角的808 nm 大功率激光器
半導(dǎo)體激光器發(fā)射時一般在平面垂線到外延層間存在大的發(fā)散束,這種發(fā)散是因為在有源層附近的上百個納米區(qū)存在很強的光場限制,降低了最大輸出功率,并且由于高的光強而對體半導(dǎo)體或面半導(dǎo)體造成災(zāi)變性光學(xué)損傷(COD)。
德國采用將高折射率層插入兩層包層之間的方法,減少光束發(fā)散和光場限制,提高了半導(dǎo)體激光器的可用性,增強了光輸出功率。閾值電流密度為280 A/cm2,轉(zhuǎn)換效率接近50%,輸出功率達2W。
垂直腔面發(fā)射激光器
VCSEL(垂直腔面發(fā)射激光器)及其陣列是一種新型半導(dǎo)體激光器,它是光子學(xué)器件在集成化方面的重大突破,它與側(cè)面發(fā)光的端面發(fā)射激光器在結(jié)構(gòu)上有著很大的不同。端面發(fā)射激光器的出射光垂直于晶片的解理平面;與此相反,VCSEL的發(fā)光束垂直于晶片表面。它優(yōu)于端面發(fā)射激光器的表現(xiàn)在:
●易于實現(xiàn)二維平面和光電集成;
●圓形光束易于實現(xiàn)與光纖的有效耦合;
●有源區(qū)尺寸極小,可實現(xiàn)高封裝密度和低閾值電流;
●芯片生長后無須解理、封裝即可進行在片實驗;
●在很寬的溫度和電流范圍內(nèi)都以單縱模工作;
●價格低。
(1)結(jié)構(gòu)
(2)襯底的選擇
硅上VCSEL
在硅(Si)上制作的VCSEL還不曾實現(xiàn)室溫連續(xù)波工作。這是由于將AlAs/GaAs DFB直接生長在Si上,其界面不平整所致,使DFB的反射率較低。 日本Toyohashi大學(xué)的研究者由于在GaAs/Si異質(zhì)界面處引入多層(GaAs)m(GaP)n應(yīng)變短周期超晶格(SSPS)結(jié)構(gòu)而降低了GaAs-on-Si異質(zhì)結(jié)外延層的螺位錯密度。
藍寶石上VCSEL
美國南方加利福利亞大學(xué)的光子技術(shù)中心為使底部發(fā)射850nm VCSEL發(fā)射的光穿過 襯底,采用晶片鍵合工藝將VCSEL結(jié)構(gòu)從吸收光的GaAs襯底移開,轉(zhuǎn)移到透明的藍寶石襯底上,提高了wall-plug效率,最大值達到25%。
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