半導體激光器作為投影儀、顯示器等影像設備以及照明、汽車前照燈的新光源備受關注。而要想用于這些用途,輸出功率需要達到1W以上,也就是實現(xiàn)“W(瓦)級”的高功率?,F(xiàn)在的藍色和綠色高功率半導體激光器實力如何呢?在LED及半導體激光器等發(fā)光元件國際會議“LEDIA’15”(太平洋橫濱國際會展中心,2015年4月22~24日)上,生產(chǎn)LED及半導體激光器等發(fā)光元件的知名企業(yè)日亞化學工業(yè)和德國歐司朗光電半導體(OSRAM Opto Semiconductors)分別介紹了各自的最新研發(fā)成果。
以振蕩波長532nm連續(xù)振蕩,光輸出功率超過0.8W
日亞化學工業(yè)介紹了采用直徑
532nm是綠色激光器一般采用的波長。一般不是由半導體元件直接受激產(chǎn)生綠色激光,而是通過“SHG元件”將波長為1064nm的紅外激光轉(zhuǎn)換成532nm的激光。
利用半導體激光器直接發(fā)射出532nm激光是非常困難的。藍色和綠色半導體激光器一般是在發(fā)光的“活性層”采用InGaN的GaN類半導體激光器。日亞化學工業(yè)的藍色和綠色半導體激光器也是這樣的。
采用InGaN的激光器在將藍色光轉(zhuǎn)換成長波長的綠色光時,會提高In組成比。這在技術(shù)上很難提高光輸出功率。日亞化學工業(yè)改善了綠色半導體激光器的特性,采用振蕩波長532nm,在驅(qū)動電壓(Vf)4.72V、驅(qū)動電流(If)
另外,此次發(fā)布的綠色半導體激光器采用了GaN類半導體激光器一般采用的GaN結(jié)晶的“c面”、也就是“極性面”。這證明即使不采用容易提高綠色半導體激光器輸出功率的GaN結(jié)晶的“半極性面”和“非極性面”,也可以獲得接近1W的光輸出功率?,F(xiàn)在,半極性及非極性面的GaN基板都很小,難以提高生產(chǎn)效率,因此很難降低成本。因此,日亞化學工業(yè)選擇了c面。
532nm產(chǎn)品的發(fā)光效率“WPE(插頭效率,光輸出功率除以輸入功率)”約為11.5%。閾值電流為
另外,532nm波長在色域標準“ITU-R BT
520nm產(chǎn)品的效率達到15%以上
此外,520nm產(chǎn)品和525nm產(chǎn)品的特性如下。520nm產(chǎn)品在Vf4.56V、If
525nm產(chǎn)品在Vf4.67V、If
日亞化學工業(yè)還介紹了綠色半導體激光器的壽命。如果將表面溫度為
藍色半導體激光器的光輸出功率達到4W
藍色半導體激光器方面,日亞化學工業(yè)公布了正在開發(fā)的4W(連續(xù)振蕩時)產(chǎn)品的性能參數(shù)。2013年開發(fā)的藍色半導體激光器的光輸出功率為3.5W,新產(chǎn)品的輸出功率提高了10%以上。
4W產(chǎn)品的振蕩波長為455nm,在Vf4.2V、If
日亞化學工業(yè)還公布了藍色半導體激光器的壽命。如果將表面溫度為
成本是LED的5倍多
歐司朗光電半導體展示了藍色半導體激光器的最新研究成果。在驅(qū)動電流為
該公司的高功率藍色半導體激光器產(chǎn)品有的已被汽車前照燈采用。今后,除汽車前照燈外,要想在所有照明中普遍使用,不僅要改善性能,還要降低成本。
比如,與5000lm的白色LED照明相比,花1美元成本能獲得的亮度,LED超過500lm,而藍色半導體激光器不到100lm。也就是說,要想獲得相同的lm值,藍色半導體激光器所花費的成本是LED的5倍多。
轉(zhuǎn)載請注明出處。