高功率半导体激光阵列的高温特性机理 被引量：4

1

作者 李波 王贞福 +7 位作者 仇伯仓 杨国文 李特 赵宇亮 刘育衔 王刚 白少博 杜宇琦 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1158-1164,共7页

高峰值功率半导体激光阵列在高温工作条件中的应用需求日益凸显,本文以微通道封装的高峰值功率960 nm半导体激光阵列为研究对象,通过精密控温系统测试了其在10~80℃范围内峰值功率、电光转换效率、工作电压和光谱等一系列光电特性,结合... 高峰值功率半导体激光阵列在高温工作条件中的应用需求日益凸显,本文以微通道封装的高峰值功率960 nm半导体激光阵列为研究对象,通过精密控温系统测试了其在10~80℃范围内峰值功率、电光转换效率、工作电压和光谱等一系列光电特性,结合理论分析,给出不同温度下电光转化效率的能量损耗分布。结果表明,工作温度从10℃升高到80℃后,电光转化效率从63.95%下降到47.68%,其中载流子泄漏损耗占比从1.93%上升到14.85%,是导致电光转换效率下降的主要因素。该研究对高峰值功率半导体激光器阵列在高温应用和激光芯片设计方面具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 高功率半导体激光阵列 高温 微通道 电光转化效率 能量损耗分布

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高功率半导体激光器在金属材料加工中的应用 被引量：11

2

作者 李学敏 苏国强 +1 位作者 翟光美 刘青明 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期140-143,共4页

高功率半导体激光器及其阵列具有体积小、质量轻、能耗低、光斑易调节、光电转换效率较高的优点,广泛应用于金属材料焊接、金属表面相变硬化和金属材料表面熔覆。利用高功率半导体激光器可以连续性焊接不同型号的合金钢,获得大面积深度... 高功率半导体激光器及其阵列具有体积小、质量轻、能耗低、光斑易调节、光电转换效率较高的优点,广泛应用于金属材料焊接、金属表面相变硬化和金属材料表面熔覆。利用高功率半导体激光器可以连续性焊接不同型号的合金钢,获得大面积深度均匀的相变硬化层,也能够精确控制熔覆层结构及其几何形状。 展开更多

关键词 高功率半导体激光器 焊接 淬火 激光熔覆 材料表面硬化 金属材料加工

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基于Innography平台的高功率半导体激光器专利分析 被引量：5

3

作者 郝屹 王戴尊 戴磊 《现代情报》 CSSCI 北大核心 2015年第10期128-133,139,共7页

本文利用Innography专利检索与分析平台,对高功率半导体激光器专利进行检索,并对检索结果进行核心专利分析、可视化分析及引证分析等,得出了全球高功率半导体激光器专利技术的发展研究概况,供该领域研究人员借鉴和参考。

关键词 Innography 专利检索 专利分析 专利情报 高功率半导体激光器

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传导冷却高功率半导体激光器单巴器件CW工作模式下的热加速寿命试验 被引量：7

4

作者 聂志强 王明培 +2 位作者 孙玉博 李小宁 吴迪 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1136-1145,共10页

可靠性是高功率半导体激光器(HLD)的一个重要性能。热加速寿命试验是HLD寿命评价和可靠性分析的重要技术。在本文中,我们在高温测试平台上对铟焊料封装的18个中心波长为808 nm的传导冷却型HLD单巴器件在恒定电流60 A条件下进行55,65,80... 可靠性是高功率半导体激光器(HLD)的一个重要性能。热加速寿命试验是HLD寿命评价和可靠性分析的重要技术。在本文中,我们在高温测试平台上对铟焊料封装的18个中心波长为808 nm的传导冷却型HLD单巴器件在恒定电流60 A条件下进行55,65,80℃3组热沉温度下的热加速寿命试验。根据器件输出功率在加速寿命测试期间的降低趋势,得到该批HLD器件的寿命分别为1 022,620,298 h,再根据Arrhenius公式得到该器件的激活能为0.565 41 eV,从而外推得到器件在室温下的寿命为5 762 h。可见55℃下器件寿命加速了5倍,而在65℃下寿命加速了8.5倍,80℃下寿命加速17倍。此外,我们还分析了器件热加速寿命试验后的性能。 展开更多

关键词 高功率半导体激光器 热加速寿命测试 可靠性 退化

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基于韦布尔分布和对数正态分布的高功率半导体激光器寿命估计和失效分析研究 被引量：6

5

作者 聂志强 王明培 +2 位作者 孙玉博 李小宁 吴迪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期70-77,共8页

分别采用韦布尔分布和对数分布模型对额定功率60 W(CW条件下)的808 nm铟焊料封装的传导冷却型单巴高功率半导体激光器在恒定电流条件下进行的三个不同温度的加速老化试验数据进行分析并估计了常温下的寿命。在韦布尔分布统计分析中计算... 分别采用韦布尔分布和对数分布模型对额定功率60 W(CW条件下)的808 nm铟焊料封装的传导冷却型单巴高功率半导体激光器在恒定电流条件下进行的三个不同温度的加速老化试验数据进行分析并估计了常温下的寿命。在韦布尔分布统计分析中计算了各温度下器件的特征寿命和统计平均寿命,发现早期失效情况下形状参数小于1且数学平均寿命的计算方法误差加大,不如使用统计平均的方法。在对数分布统计分析中计算了各温度下器件的中位寿命和统计平均寿命,发现早期失效下的对数标准差较大且影响统计平均寿命的计算,这种情况不适合用对数正态分布估计寿命。最后对不同时期的加速寿命器件进行了失效分析。 展开更多

关键词 高功率半导体激光器 热加速老化试验 韦布尔分布 对数正态分布 失效分析

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高功率半导体激光器微光学光束整形技术

6

作者 杜春雷 邓启凌 +1 位作者 董小春 周崇喜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S3期430-,共1页

基于微光学光束变换系统方法,采用双微棱镜列阵、同轴"之"字形整形方法、反射棱镜阵列法等技术对准直光束进行折叠及光参数积匹配变换,实现光束的完全消像散;利用自行研制的大数值孔径连续非球面微透镜列阵、整形器件等核心... 基于微光学光束变换系统方法,采用双微棱镜列阵、同轴"之"字形整形方法、反射棱镜阵列法等技术对准直光束进行折叠及光参数积匹配变换,实现光束的完全消像散;利用自行研制的大数值孔径连续非球面微透镜列阵、整形器件等核心微光学器件,实现了准直、聚焦和光纤输出等各种功能。形成了系统的半导体激光器光束整形变换技术,准直后光束发散角达到理论极限;成功获得高效率单芯径光纤耦合半导体激光器泵浦源。 展开更多

关键词 高功率半导体激光器 微光学 光束整形

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高功率半导体激光器陶瓷封装散热性能研究 被引量：15

7

作者 倪羽茜 井红旗 +3 位作者 孔金霞 祁琼 刘素平 马骁宇 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期561-566,共6页

为实现半导体激光器单管的高功率输出,研究了使用氮化铝和碳化硅两种陶瓷材料制成的三明治型过渡热沉的散热性能。首先使用有限元分析方法计算,然后利用光谱法测量激光器的工作热阻。数值计算和实验测量结果均显示,碳化硅制成的过渡热... 为实现半导体激光器单管的高功率输出,研究了使用氮化铝和碳化硅两种陶瓷材料制成的三明治型过渡热沉的散热性能。首先使用有限元分析方法计算,然后利用光谱法测量激光器的工作热阻。数值计算和实验测量结果均显示,碳化硅制成的过渡热沉所封装器件的工作热阻更低,散热效果更好。此外,实验进一步测试了器件的光电特性,结果表明碳化硅陶瓷制成的过渡热沉封装器件的电光转换效率更高、输出功率更大。915 nm附近单管器件在注入电流15 A时的输出功率为16.3 W,最高电光转换效率达到了68.3%。 展开更多

关键词 高功率半导体激光器 有限元分析 热阻

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传导冷却单巴高功率半导体激光器热应力和smile研究 被引量：5

8

作者 鲁瑶 聂志强 +6 位作者 陈天奇 张普 熊玲玲 吴的海 李小宁 王贞福 刘兴胜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期189-199,共11页

利用有限元模型分别研究了回流过程和工作过程中传导冷却高功率半导体激光器的正应力、切应力和形变,并借助理论公式分析了热应力和smile的产生原因和分布规律.分析表明,在回流过程中热膨胀系数不匹配造成的切应力是正应力和变形的根源... 利用有限元模型分别研究了回流过程和工作过程中传导冷却高功率半导体激光器的正应力、切应力和形变,并借助理论公式分析了热应力和smile的产生原因和分布规律.分析表明,在回流过程中热膨胀系数不匹配造成的切应力是正应力和变形的根源,而在工作过程中,热膨胀系数不匹配和温度梯度共同影响着热应力和变形.在此基础上,将回流导致的剩余应力和变形作为初始条件施加在有限元模型上,对工作状态器件的热应力和smile进行模拟,以获得更精确的模拟结果.最后,通过有限元模型和实验手段研究了不同热沉温度对smile的影响.结果表明,工作过程会导致器件的smile增大,热沉温度的升高也会造成smile进一步增大. 展开更多

关键词 激光器 高功率半导体激光器 有限元方法 热应力 温度

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高功率半导体激光器互连界面可靠性研究 被引量：9

9

作者 彭勃 张普 +3 位作者 陈天奇 赵崟岑 吴的海 刘晖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期101-108,共8页

随着高功率半导体激光器(HPLD)在极端环境中的应用越来越广泛,互连界面的可靠性已成为制约其性能和寿命的关键瓶颈之一。文中利用有限元方法(FEM)对传导冷却(CS)高功率半导体激光器巴条互连界面在-55～125℃热冲击条件下的失效行为和寿... 随着高功率半导体激光器(HPLD)在极端环境中的应用越来越广泛,互连界面的可靠性已成为制约其性能和寿命的关键瓶颈之一。文中利用有限元方法(FEM)对传导冷却(CS)高功率半导体激光器巴条互连界面在-55～125℃热冲击条件下的失效行为和寿命进行了模拟与分析。基于粘塑性Anand本构模型和Darveaux能量积累理论,对比了热冲击后界面层边缘及中心位置铟互连界面的可靠性,发现互连界面边缘的应力最大,达到0.042 5 GPa;相应的边缘位置的寿命最短,只有3 006个周期,即边缘位置为互连界面的"最危险单元"。预测了采用铟、金锡合金和纳米银焊膏封装的半导体激光器巴条的寿命,计算出铟、金锡合金和纳米银焊膏三种不同键合材料在边缘位置的寿命分别为3 006、4 808和4 911次循环,表明纳米银焊膏和金锡合金在热冲击条件下具有更长的寿命,更适合于用于极端环境的高功率半导体激光器封装。 展开更多

关键词 可靠性 高功率半导体激光器 互连界面 寿命 有限元

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高功率半导体激光器腔面镀膜对功率影响分析

10

作者 邱忠阳 徐栩 李玉春 《激光杂志》 北大核心 2017年第11期34-37,共4页

针对半导体激光器电磁波的振幅较大,激光器中能量的透射率较高,导致半导体激光器的能量损耗越大,对半导体激光器功率有一定的影响。本文提出腔面镀膜对半导体激光器功率影响分析方法,通过对激光产生过程中粒子转化过程进行优化,降低电... 针对半导体激光器电磁波的振幅较大,激光器中能量的透射率较高,导致半导体激光器的能量损耗越大,对半导体激光器功率有一定的影响。本文提出腔面镀膜对半导体激光器功率影响分析方法,通过对激光产生过程中粒子转化过程进行优化,降低电磁波的振幅,并对腔面未镀膜时半导体激光器的能量反射率和透射率进行计算,从而确定未镀膜半导体激光器的输出功率,然后根据激光器的电磁波电场和磁场的强度,确定镀膜后腔面的反射因子和透射因子,减少能量损耗,计算出镀膜后激光器的反射率和透射率,得出镀膜后激光器的功率,以镀膜前后半导体激光器的功率值为依据,实现高功率半导体激光器腔面镀膜对功率影响分析。实验结果表明,所提方法能够对镀膜前后功率变化进行准确分析,为半导体激光器腔面镀膜提供理论依据。 展开更多

关键词 高功率半导体激光器腔面 镀膜 功率影响分析

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高功率1060nm半导体激光器波导结构优化 被引量：10

11

作者 李特 郝二娟 +3 位作者 李再金 王勇 芦鹏 曲轶 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期226-230,共5页

针对高功率1060 nm半导体激光器的外延结构,分析了影响器件功率进一步提高的原因.根据分析,优化了激光器的量子阱结构和波导结构,并理论模拟了波导宽度对模式和输出功率的影响.根据不同模式的光场分布,对量子阱有源区的位置进行了优化,... 针对高功率1060 nm半导体激光器的外延结构,分析了影响器件功率进一步提高的原因.根据分析,优化了激光器的量子阱结构和波导结构,并理论模拟了波导宽度对模式和输出功率的影响.根据不同模式的光场分布,对量子阱有源区的位置进行了优化,并设计了非对称、宽波导结构.对不同模式的限制因子进行了计算,结果表明,优化后的非对称波导结构能够在降低基模的限制因子的同时,增加高阶模式的损耗. 展开更多

关键词 高功率半导体激光器 1060nm 波导宽度 模式

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46.2W连续输出808nm高功率无铝半导体激光线阵模块 被引量：2

12

作者 曲宙 刘云 +6 位作者 王祥鹏 苏华 套格套 王超 单肖楠 姚迪 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期801-804,共4页

利用InGaAs/InGaAsP应变量子阱外延材料制作出高功率半导体激光器线阵模块,前腔面镀制了单层Al2O3,后腔面镀制了Al2O3/5(HfO2/SiO2)/HfO2,采用无氧铜热沉和高效率的液体冷却器散热。在室温下,驱动电流50A时输出功率高达46.2W,最高电光... 利用InGaAs/InGaAsP应变量子阱外延材料制作出高功率半导体激光器线阵模块,前腔面镀制了单层Al2O3,后腔面镀制了Al2O3/5(HfO2/SiO2)/HfO2,采用无氧铜热沉和高效率的液体冷却器散热。在室温下,驱动电流50A时输出功率高达46.2W,最高电光转换效率41.3%,斜率效率1.15W/A。器件中心激射波长810nm,波长温度系数为0.28nm/℃,光谱半峰全宽(FWHM)3nm,寿命突破11732h。 展开更多

关键词 高功率半导体激光阵列 量子阱 高反膜 增透膜 线阵模块

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高功率准连续半导体激光阵列中应变对独立发光点性能的影响 被引量：2

13

作者 李波 王贞福 +6 位作者 仇伯仓 杨国文 李特 赵宇亮 刘育衔 王刚 白少博 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期19-26,共8页

为了解决阵列中每个发光点性能分布不均的问题,研究了微通道水冷封装的960nm半导体激光器阵列,阵列包含38个发光点,腔长为2mm,在驱动电流为600A、占空比为10%的条件下,输出的峰值功率达到665.6 W,电光转换效率为63.8%,中心波长为959.5nm... 为了解决阵列中每个发光点性能分布不均的问题,研究了微通道水冷封装的960nm半导体激光器阵列,阵列包含38个发光点,腔长为2mm,在驱动电流为600A、占空比为10%的条件下,输出的峰值功率达到665.6 W,电光转换效率为63.8%,中心波长为959.5nm.通过对应力的理论分析,给出了各个发光点应变的表达式;通过搭建单点测试系统获得阵列中每个发光点的阈值电流、斜率效率、光谱和功率等光电特性;结合应变理论分析可知,器件中发光点的性能与应变大小和类型密切相关,压应变会导致器件波长蓝移、阈值电流降低、功率和斜率效率升高,张应变会导致波长红移、阈值电流升高、功率和斜率效率降低.研究表明,影响器件内部发光点的性能不仅与热效应有关,而且与封装后残余的应变密切相关,通过应力的分布可以预测阵列性能的变化规律,可为高峰值功率、高可靠性的半导体激光阵列的研制提供参考. 展开更多

关键词 高功率半导体激光阵列 独立发光点 应变 微通道 光电特性

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大功率半导体激光器热沉技术的研究现状 被引量：8

14

作者 范嗣强 《激光杂志》 北大核心 2018年第2期14-19,共6页

基于大功率半导体激光器（LD）高输出功率、高热流密度的特性,按照散热能力大小的分类,系统的介绍了传导冷却热沉、高速液冷冷却热沉、相变制冷微蒸发腔热沉的原理、结构、制作工艺;以及三类热沉相应的封装技术与目前发展现状。

关键词 微蒸发腔 高功率半导体激光器 热沉

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百瓦级半导体激光器模块的风冷散热系统分析 被引量：16

15

作者 张志军 刘云 +4 位作者 付喜宏 张金龙 单肖楠 朱洪波 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期187-191,共5页

对百瓦级半导体激光器风冷散热系统进行分析,利用ANSYS有限元分析软件对高功率半导体激光模块器件的温度场分布进行了模拟和优化设计。为百瓦级大功率半导体激光模块风冷系统工艺方案的选择提供了依据,并据此进行了实验验证。

关键词 高功率半导体激光器 热特性 ANSYS 温度分布

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均匀光强分布的5kW半导体激光硬化光源研制 被引量：6

16

作者 林星辰 朱洪波 +4 位作者 王彪 张亚维 周成林 宁永强 王立军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1178-1184,共7页

随着半导体激光自身输出功率和转换效率的提升,半导体激光已经广泛的应用于激光加工领域。本文针对目前激光加工领域对半导体激光硬化光源的需求,研制了波长为976nm的连续输出半导体激光硬化光源。该光源采用空间/偏振合束工艺达到了较... 随着半导体激光自身输出功率和转换效率的提升,半导体激光已经广泛的应用于激光加工领域。本文针对目前激光加工领域对半导体激光硬化光源的需求,研制了波长为976nm的连续输出半导体激光硬化光源。该光源采用空间/偏振合束工艺达到了较高的合束效率,采用柱面微透镜阵列分割与聚焦镜复合较好地匀化了巴条激光器慢轴方向固有的光强起伏,使聚焦光斑的光强呈平顶分布。最后对该光源进行了实验装调和测试。结果表明,在工作电流为93A时,光源的最大输出功率为5 120W,电光转换效率达47%,光斑尺寸为2mm×16mm,光斑分布为平顶分布,平整度大于90%,满足工业中对大面积、高效率激光硬化的要求。 展开更多

关键词 激光加工 高功率半导体激光器 激光光源 激光硬化 合束

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808nm连续波2000W半导体激光器垂直叠阵 被引量：6

17

作者 张恩涛 张彦鑫 +7 位作者 熊玲玲 王警卫 康利军 杨凯 吴迪 袁振邦 代华斌 刘兴胜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1075-1080,共6页

为了全面提高大功率半导体激光器的性能和功率,采用双面散热技术,优化了大功率半导体激光器垂直叠阵和单bar器件的热管理和热设计,使得808 nm单bar半导体激光器在连续波工作模式下的功率达到100 W;808 nm 20 bar垂直叠阵功率达到2 000 ... 为了全面提高大功率半导体激光器的性能和功率,采用双面散热技术,优化了大功率半导体激光器垂直叠阵和单bar器件的热管理和热设计,使得808 nm单bar半导体激光器在连续波工作模式下的功率达到100 W;808 nm 20 bar垂直叠阵功率达到2 000 W。对微通道液体制冷大功率半导体激光器叠阵和单bar半导体激光器器件的LIV特性、光谱特性、近场光斑、近场非线性效应、远场发散角、快慢轴准直后激光束的指向性做了测试和分析,并在连续波模式下对单bar 808 nm微通道液体制冷半导体激光器做了寿命测试及可靠性评估分析,结果显示器件的工作性能良好。该大功率半导体激光器垂直叠阵未来的应用前景广阔。 展开更多

关键词 高功率半导体激光器 垂直叠阵 微通道液体冷却 连续波

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半导体激光器在激光遥控制导中的空间耦合 被引量：4

18

作者 欧秋晔 康婷颋 +3 位作者 王诚 惠渭生 徐静 吴英春 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1006-1011,共6页

针对高功率脉冲半导体激光器的远场特点,及激光制导对激光功率密度和光斑均匀性的要求,给出多孔径空间耦合方案并对其优点进行理论分析;针对纳米叠层芯片高功率半导体激光器偏振特性,基于偏振复用的原理,进行2支高功率半导体阵列激光器... 针对高功率脉冲半导体激光器的远场特点,及激光制导对激光功率密度和光斑均匀性的要求,给出多孔径空间耦合方案并对其优点进行理论分析;针对纳米叠层芯片高功率半导体激光器偏振特性,基于偏振复用的原理,进行2支高功率半导体阵列激光器的偏振合束研究。通过试验得出结论:偏振耦合后系统输出光功率几乎2倍于单个激光器输出功率,采用多孔径耦合及偏振耦合均能满足遥控制导光斑要求。 展开更多

关键词 高功率脉冲半导体激光器 空间耦合 激光指令制导 激光驾束制导 偏振合束

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半导体激光器

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《中国光学》 EI CAS 2002年第2期22-24,共3页

TN248.4 2002020956MBE 生长 GaAlAs/GaAs 量子阱激光器材料的光谱和结构特性分析=Spectral and structure characteristicsof GaAlAs/GaAs quantum well laser materialsgrown by MBE[刊,中]/李梅,宋晓伟,王晓华,张宝顺。

关键词 阵列半导体激光器 特性分析 计算机与通信 国家重点实验室 半导体微腔激光器 四川 高功率半导体激光 激光技术 长春 载流子密度

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半导体激光器

20

《中国光学》 EI CAS 2003年第6期14-16,共3页

TN248.4 2003064087基于无铝单量子阱的大功率半导体激光器=Al-free SQW high-power semiconductor lasers[刊,中]/王玲(长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室.吉林,长春(130022)),李忠辉…∥半导体光电.-2002,23(6).-391-392在... TN248.4 2003064087基于无铝单量子阱的大功率半导体激光器=Al-free SQW high-power semiconductor lasers[刊,中]/王玲(长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室.吉林,长春(130022)),李忠辉…∥半导体光电.-2002,23(6).-391-392在改进的带有多槽石墨舟的液相外延(LPE)设备上,采用水平快速生长法获得了分别限制单量子阱结构(SCH-SQW),制作了条宽为100μm、腔长为1 mm的激光器,其阈值电流为0.70 A,最高连续输出功率达4 W,斜率效率为1.32 W/A,串联电阻为0.1 Ω,中心波长为808.8 nm。图4参3(严寒)TN248.4 2003064088940 nm高功率激光二极管及线阵=940 nm high powerlaser diodes and bars[刊,中]/王乐(中科院长春光机所.吉林,长春(130021)),曹玉莲…∥半导体光电.-2002。 展开更多

关键词 外腔半导体激光器 大功率半导体激光器 国家重点实验室 高功率激光二极管 分别限制单量子阱 高功率半导体激光 斜率效率 光电子 液相外延 连续输出功率

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