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大功率半导体激光器研究进展 被引量:132
1
作者 王立军 宁永强 +2 位作者 秦莉 佟存柱 陈泳屹 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-19,共19页
对半导体激光器的发展历史和发展现状进行了综述,并具体介绍了长春光学精密机械与物理研究所近年来在大功率半导体激光器方面所取得的主要进展,特别是在大功率半导体激光器的激光光源、垂直腔面发射激光器和新型激光器芯片等方面。
关键词 大功率 半导体激光器 边发射激光器 垂直腔面发射激光器 芯片
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国内大功率半导体激光器研究及应用现状 被引量:74
2
作者 马骁宇 王俊 刘素平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期189-194,共6页
近年来,国内外在大功率半导体激光器方面的研究均取得了很大的进展。其中,大功率半导体激光器列阵的研究和应用成为最大的亮点,如超高电光转换效率、高亮度和高可靠性等主要光电特性均实现了巨大的突破。针对国内大功率半导体激光器主... 近年来,国内外在大功率半导体激光器方面的研究均取得了很大的进展。其中,大功率半导体激光器列阵的研究和应用成为最大的亮点,如超高电光转换效率、高亮度和高可靠性等主要光电特性均实现了巨大的突破。针对国内大功率半导体激光器主要研究内容和关键技术进行了总结,在外延片结构中广泛采用应变量子阱结构、无铝有源区宽波导大光腔结构及非对称波导结构来提高端面光学灾变损伤光功率密度,还从腔面光学膜、器件封装、器件可靠性、光束整形与耦合以及器件应用等几个方面给予介绍。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 外延片结构 光学膜 封装 光束整形与耦合
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大功率半导体激光器驱动电源 被引量:20
3
作者 李季 陈结祥 +2 位作者 张毅 戚俊 涂碧海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期30-34,共5页
根据半导体激光二极管的工作特性,设计了一种以VICOR电源为功率模块,以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源。该驱动电源电路简单,能有效地抑制电源的浪涌冲击,保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线... 根据半导体激光二极管的工作特性,设计了一种以VICOR电源为功率模块,以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源。该驱动电源电路简单,能有效地抑制电源的浪涌冲击,保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线保护机制可实时对半导体激光器工作监控,半导体激光器的慢启动电路、温控电路保证了半导体激光器安全工作。该电源已应用于机载激光雷达样机系统中,通过一年多的使用,半导体激光二极管工作正常,性能稳定可靠。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 驱动电源 激光二极管电源 功率模块 IGBT 浪涌损伤 技术指标
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808nm高占空比大功率半导体激光器阵列 被引量:5
4
作者 李再金 胡黎明 +5 位作者 王烨 张星 王祥鹏 秦莉 刘云 王立军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1615-1618,共4页
采用渐变折射率分别限制单量子阱宽波导结构,通过降低非辐射复合、有源层载流子泄露、散射和吸收损耗来提高出射效率和降低激光阈值电流,从而提高半导体激光器阵列的输出功率;同时使P面具有更高的粒子掺杂数密度,优化N面合金条件,降低... 采用渐变折射率分别限制单量子阱宽波导结构,通过降低非辐射复合、有源层载流子泄露、散射和吸收损耗来提高出射效率和降低激光阈值电流,从而提高半导体激光器阵列的输出功率;同时使P面具有更高的粒子掺杂数密度,优化N面合金条件,降低半导体激光器的串联电阻,降低焦耳热,提高了半导体激光器阵列的转换效率。利用金属有机化学气相淀积技术生长GaInAsP/InGaP/AlGaAs渐变折射率分别限制单量子阱宽波导结构激光器材料,利用该材料制成半导体激光线阵列在20%高占空比的输入电流下,半导体激光器的输出峰值功率达到189.64 W(180 A),斜率效率为1.1 W/A,中心波长为805.0 nm,阈值电流为7.6 A,电光转换效率最高可达55.4%;在1%占空比的输入电流下,阵列的输出峰值功率可达324.9 W(300 A),斜率效率为1.11 W/A,阈值电流为7.8 A,电光转化效率最高达55.6%,中心波长为804.5 nm。 展开更多
关键词 半导体激光器 大功率 高占空比 激光器阵列
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大功率半导体激光器的可靠性研究 被引量:7
5
作者 曹玉莲 王乐 +3 位作者 廖新胜 程东明 刘云 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期100-102,共3页
对InGaAs/AlGaAs和InGaAsP/GaAs有源区含铝的 915nm和无铝的 80 8nm腔面镀膜及未镀膜的大功率半导体激光器进行了老化实验。在老化前通过综合参数测试仪测试两种激光器的斜率效率、阈值电流 ,发现有腔面膜的激光器比无腔面膜的激光器的... 对InGaAs/AlGaAs和InGaAsP/GaAs有源区含铝的 915nm和无铝的 80 8nm腔面镀膜及未镀膜的大功率半导体激光器进行了老化实验。在老化前通过综合参数测试仪测试两种激光器的斜率效率、阈值电流 ,发现有腔面膜的激光器比无腔面膜的激光器的阈值电流降低 2 5 %以上。在 1 2倍阈值电流下 ,恒流老化 40h左右 ,老化后再分别测试它们的阈值电流、功率参数 ,我们发现在老化后未镀膜的激光器的阈值电流和镀有腔面膜的激光器相比增加 2 5mA以上 ,输出功率也比镀过腔面膜的减小到了原来的 1/ 2 ,可见腔面保护对于延长激光器的寿命是很重要的。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 可靠性 腔面膜 老化实验
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大功率半导体激光器的可靠性研究 被引量:6
6
作者 路国光 套格套 +4 位作者 尧舜 单肖楠 孙艳芳 刘云 王立军 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期14-15,共2页
文中介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出寿命测试的数学模型,据此对InGaAsP/GaAs有源区无铝的808nm大功率半导体激光器进行高温恒流加速老化实验,得到器件在高温下的寿命,利用外推公式推算出激光器在室温条件下工作的寿命可超过... 文中介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出寿命测试的数学模型,据此对InGaAsP/GaAs有源区无铝的808nm大功率半导体激光器进行高温恒流加速老化实验,得到器件在高温下的寿命,利用外推公式推算出激光器在室温条件下工作的寿命可超过30000小时。讨论了实验中出现的灾变退化,提出了防止灾变退化的几种方法。 展开更多
关键词 大功率 半导体激光器 加速老化 寿命测试 灾变退化
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大功率半导体激光器腔面氮钝化的研究 被引量:6
7
作者 何新 崔碧峰 +3 位作者 刘梦涵 李莎 孔真真 黄欣竹 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期805-808,共4页
针对980 nm大功率半导体激光器腔面离子铣氮钝化处理工艺进行了研究,发现腔面离子铣氮钝化可以提高激光器的输出特性及COD功率,器件输出功率提高了32.14%;老化实验后,经过氮钝化的半导体激光器没有明显退化,而未经氮钝化处理的激光器退... 针对980 nm大功率半导体激光器腔面离子铣氮钝化处理工艺进行了研究,发现腔面离子铣氮钝化可以提高激光器的输出特性及COD功率,器件输出功率提高了32.14%;老化实验后,经过氮钝化的半导体激光器没有明显退化,而未经氮钝化处理的激光器退化严重;使用俄歇谱测试仪(AES)对钝化处理后的半导体激光器试验片进行测试,发现有部分的氮离子遗留在腔面处;氮元素含量由原有的0%上升到20%,与此同时,氧元素的含量由原来的61%降至30%。结果表明,该技术能够改善半导体激光器的腔面特性,器件的可靠性和使用寿命可望得到提高。 展开更多
关键词 激光器 大功率半导体激光器 腔面钝化 离子铣 灾变性光学损伤(COD)
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国外军用大功率半导体激光器的发展现状 被引量:20
8
作者 李明月 何君 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期321-327,共7页
由于半导体激光器具有体积小、结构简单、质量轻、转换效率高、可靠性好、寿命长、易于调制及与其他半导体器件易于集成等特点,可应用于军事、工业、医疗、通信等领域,尤其是在激光制导跟踪、激光雷达、激光引信、激光测距、激光通信、... 由于半导体激光器具有体积小、结构简单、质量轻、转换效率高、可靠性好、寿命长、易于调制及与其他半导体器件易于集成等特点,可应用于军事、工业、医疗、通信等领域,尤其是在激光制导跟踪、激光雷达、激光引信、激光测距、激光通信、激光模拟武器、激光瞄准告警和光纤陀螺等军事领域得到广泛应用。概述了近年来美国和欧洲等国家在半导体激光器方面的主要研制计划及其所取得的成果,重点介绍了Ga As基和In P基近红外大功率半导体激光器、中远红外及太赫兹量子级联半导体激光器等的发展现状和最新研制成果。随着新型半导体材料、激光器结构和热管理等技术的发展,展望了未来半导体激光器技术的发展趋势。 展开更多
关键词 半导体激光器 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 大功率 量子级联激光器(QCL) 太赫兹
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大功率半导体激光器远场特性研究 被引量:9
9
作者 李丽娜 吴金辉 宋俊峰 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期95-97,共3页
由于半导体激光器输出光束的不对称性 ,使得它在许多应用过程中必须采用特殊的光学系统进行光束整形。在设计光学系统的光学元件及进行光学耦合时需要了解激光器的远场特性。通过用量子阱激光器的解理面上的边界条件解亥姆霍兹方程 ,获... 由于半导体激光器输出光束的不对称性 ,使得它在许多应用过程中必须采用特殊的光学系统进行光束整形。在设计光学系统的光学元件及进行光学耦合时需要了解激光器的远场特性。通过用量子阱激光器的解理面上的边界条件解亥姆霍兹方程 ,获得关于远场强度分布、光束散角 ,并用计算机给出各种理论曲线及数据。用自行设计制作的测试装置测量 ,获得激光器的远场分布曲线给出了测试数据。计算机给出的理论远场分布曲线与实验测试获得的远场分布曲线完全一致。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 光束质量 远场特性 不对称性 光学系统设计 光束整形 量子阱激光器 亥姆霍兹方程 光束散角
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液相外延生长高质量大功率InGaAsP/GaAs半导体激光器研究 被引量:4
10
作者 杨进华 高欣 +2 位作者 李忠辉 吴根柱 张兴德 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期214-217,共4页
用改进的液相外延法生长了大功率 In Ga As P/Ga As半导体激光器 ,实验测量和理论分析都表明用该方法生长的单量子阱分别限制异质结构 ,达到了设计要求 ,阈值电流密度为 30 0 A/cm2 ,斜率效率达 1 .32 W/A。
关键词 液相外延 大功率 半导体激光器 材料生长 INGAASP/GAAS 阈值电流密度 斜率效率
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大功率半导体激光器步进加速老化研究 被引量:7
11
作者 王德宏 李雅静 安振峰 《微纳电子技术》 CAS 2008年第9期508-511,共4页
介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出了由电流应力决定的寿命测试的数学模型,据此对AlGaInAs/AlGaAs/GaAs 808nm大功率半导体激光器进行常温电流步进加速老化实验。由步进加速老化的理论依据及数学模型推算出了步进加速寿命实验... 介绍了半导体激光器寿命测试的理论依据,给出了由电流应力决定的寿命测试的数学模型,据此对AlGaInAs/AlGaAs/GaAs 808nm大功率半导体激光器进行常温电流步进加速老化实验。由步进加速老化的理论依据及数学模型推算出了步进加速寿命实验时间折算公式,利用步进加速寿命实验时间折算公式推算出了器件在额定应力条件下工作的寿命结果;根据实验后器件的失效模式分析,与恒定应力加速老化方式下的实验结果相对比分析,确认该步进加速实验方法可以适用于半导体激光器的加速老化。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 电流步进 加速老化 寿命 失效模式
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大功率半导体激光器全固态风冷散热系统 被引量:2
12
作者 张云鹏 套格套 +2 位作者 尧舜 陈平 王立军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B12期114-116,共3页
设计并制作了一种全固态大功率半导体激光阵列恒温散热系统。它利用半导体制冷器对大功率半导体激光阵列吸热,然后经由风冷散热。经测试,单bar激光阵列连续输出功率达到15.28W,双 bar 阵列输出达 27.8W 时,全部达到风冷散热控温精度... 设计并制作了一种全固态大功率半导体激光阵列恒温散热系统。它利用半导体制冷器对大功率半导体激光阵列吸热,然后经由风冷散热。经测试,单bar激光阵列连续输出功率达到15.28W,双 bar 阵列输出达 27.8W 时,全部达到风冷散热控温精度±0.1 ;当环境温度达到 45 时,仍然能够保证激光阵列的正常使用。 展开更多
关键词 半导体激光器阵列 大功率激光器 散热系统 环境温度
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用于大功率半导体激光器封装的Au-Sn合金焊料的制备和特性研究 被引量:6
13
作者 黄波 陈金强 +4 位作者 杨凯 孙亮 宋国才 高欣 薄报学 《长春理工大学学报(自然科学版)》 2007年第3期1-4,共4页
介绍了具有极好热特性、电特性和机械特性以及相对低的熔化温度的Au(80wt.%-Sn(20wt.%)共熔合金焊料的制备方法和过程,研究了用于焊接大功率半导体激光器的Au-Sn合金的特性,并探讨了获得可靠焊接应注意的问题。
关键词 Au-Sn合金焊料 大功率半导体激光器 共熔合金 焊接
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大功率半导体激光器腔面抗烧毁技术 被引量:4
14
作者 李永 杨红伟 +2 位作者 陈宏泰 张世祖 彭海涛 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第4期207-212,222,共7页
首先介绍了连续激光器单管老化试验,试验通过测试不同老化时间激光器腔面的烧毁功率,对腔面烧毁发生的过程进行了分析。分析认为,大功率半导体激光器腔面烧毁失效的根本原因是腔面烧毁功率在老化过程中持续减小,最终低于激光器输出功率... 首先介绍了连续激光器单管老化试验,试验通过测试不同老化时间激光器腔面的烧毁功率,对腔面烧毁发生的过程进行了分析。分析认为,大功率半导体激光器腔面烧毁失效的根本原因是腔面烧毁功率在老化过程中持续减小,最终低于激光器输出功率,造成激光器灾变性光学镜面破坏(COMD)。随后对腔面烧毁的微观物理机理进行了介绍,重点讨论了腔面缺陷相关的非辐射复合、量子阱带边吸收、自由载流子吸收造成的腔面温度升高以及腔面高温导致腔面缺陷密度增加并且向腔内攀移的微观过程。最后,介绍了电流非注入腔面、大光腔材料、长腔长设计、腔面离子铣钝化工艺等腔面抗烧毁技术研究情况,并对这些技术提高腔面抗烧毁功率以及改善腔面长期稳定性的效果进行了讨论。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 灾变性光学镜面损伤 非辐射复合 电流非注入腔面 腔面离子铣 大光腔材料
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半导体致冷器在大功率激光器中的应用 被引量:3
15
作者 欧阳竑 刘霄海 +1 位作者 王侠 付益 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期33-35,共3页
论述了当前通信产品存在的热设计问题,介绍了通信设备中常见的散热方式、半导体致冷器的工作原理及特点。提出了大功率激光器基于半导体致冷器的散热方式,通过实验验证了半导体致冷器在大功率激光器散热中的效果。
关键词 半导体致冷器 大功率激光器 热设计
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泵浦用大功率半导体激光器研制与应用发展状况 被引量:3
16
作者 王勇刚 马骁宇 +1 位作者 张洪波 刘媛媛 《光电子技术》 CAS 2003年第4期250-253,共4页
详尽地介绍了当前可以使用半导体泵浦的固体激光器泵浦要求 ,相应的半导体泵浦源的发展状况 ,存在的问题 ,最后介绍了列阵和耦合两种提高半导体泵浦源功率 ,改善其光束质量的方法。
关键词 大功率 半导体激光器 半导体泵浦 固体激光器 列阵 耦合
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808nm波长锁定大功率半导体激光器列阵 被引量:3
17
作者 安振峰 黄科 邓海丽 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第5期296-299,共4页
大功率半导体激光器列阵(DLA)具有功率高、电光转换效率高、可靠性强、寿命长、体积小及成本低等诸多优点,但其波长随温度变化较大,光谱线宽较宽,这些缺点直接限制了其实际应用。为了解决此问题,采用体布拉格光栅(VBG)构成波长锁定... 大功率半导体激光器列阵(DLA)具有功率高、电光转换效率高、可靠性强、寿命长、体积小及成本低等诸多优点,但其波长随温度变化较大,光谱线宽较宽,这些缺点直接限制了其实际应用。为了解决此问题,采用体布拉格光栅(VBG)构成波长锁定大功率半导体激光器系统。体布拉格光栅可以把波长锁定,同时把光谱线宽压窄,从而有效改善了DLA波长漂移和光谱线宽的情况。在载体水冷温度为30~60℃时,大功率半导体激光器列阵自由运行,波长温度漂移系数为0.26nm/℃,光谱线宽为2~3nm。当采用体布拉格光栅作为外腔反馈后,DLA的光谱线宽被压缩到了1.2nm,波长稳定在体布拉格光栅波长807.1nm附近,波长温度漂移系数小于0.005nm/℃。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器列阵 体布拉格光栅(VBG) 外腔 波长锁定 光谱线宽 808nm
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大功率半导体激光器发散角测量技术研究 被引量:1
18
作者 王玉田 张锐 +1 位作者 沈晓华 张贵军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期62-64,共3页
研究利用一种步进电机和光电转换装置组成的测试系统测量大功率半导体激光器发散角的方法。根据使用要求选择合适的探测元件,设计了测试系统。以波长950 nm,阈值电流200 mA,功率为900 mW的大功率半导体激光器为实验对象,结果显示,... 研究利用一种步进电机和光电转换装置组成的测试系统测量大功率半导体激光器发散角的方法。根据使用要求选择合适的探测元件,设计了测试系统。以波长950 nm,阈值电流200 mA,功率为900 mW的大功率半导体激光器为实验对象,结果显示,发散角测试精度可达到0.1°。在860-1 064 nm波长范围内多次实验,验证了该方法具有的实用精度要求。分析了发散角测量的影响因素。 展开更多
关键词 发散角测量 大功率半导体激光器 探测器 误差
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大功率半导体激光器的远场分布特性 被引量:3
19
作者 商继敏 曾晓东 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1088-1091,共4页
对于以TM模工作的大功率半导体激光器,利用矢量瑞利衍射积分公式,推导了描述其光波传播特性的非傍轴矢量场模型,数值计算了大功率半导体激光器光束的远场光强分布和发散角特性,并与标量非傍轴理论进行了比较.结论表明,大功率半导体激光... 对于以TM模工作的大功率半导体激光器,利用矢量瑞利衍射积分公式,推导了描述其光波传播特性的非傍轴矢量场模型,数值计算了大功率半导体激光器光束的远场光强分布和发散角特性,并与标量非傍轴理论进行了比较.结论表明,大功率半导体激光器的矢量光场和标量光场的光强分布和远场发散角都有一定差异,光强误差随光波的传输距离的增加而减小,随着垂直于结平面方向坐标的增大,误差也增大;发散角误差与波导结构参数有关. 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 瑞利-索末菲衍射 远场光强分布 发散角
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微通道散热大功率半导体激光器研究 被引量:1
20
作者 黄科 杨红伟 +3 位作者 车相辉 彭海涛 王媛媛 徐会武 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第11期656-659,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 大光腔结构 微通道热沉 电光转换效率 热阻 特征温度
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