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基于侧向损耗结构的高阶侧向耦合光栅DFB半导体激光器
1
作者 王泽龙 范杰 +3 位作者 王海珠 邹永刚 石琳琳 张崇 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期184-191,共8页
窄线宽、基横模半导体激光器件的应用范围非常广泛。为获得窄线宽、基横模输出的半导体激光器,在边发射半导体激光器脊波导两侧分区制作高阶侧向耦合光栅和侧向损耗结构,用以压窄线宽和抑制高阶横模。该器件在50μm宽脊波导前端的两侧... 窄线宽、基横模半导体激光器件的应用范围非常广泛。为获得窄线宽、基横模输出的半导体激光器,在边发射半导体激光器脊波导两侧分区制作高阶侧向耦合光栅和侧向损耗结构,用以压窄线宽和抑制高阶横模。该器件在50μm宽脊波导前端的两侧刻蚀损耗结构区,长度为150μm,横向刻蚀深度为10μm。侧向耦合光栅的长度为700μm,周期为6.3μm,占空比为0.4。实验结果表明,在注入电流为0.6 A时,该激光器件的输出光斑仍能保持“单瓣”状态,发散角为5.92°,光谱线宽为46 pm,波长为1 058.7nm,相比于宽脊波导激光器(WR-LD)分别降低了16.5%和59.6%。该激光器获得了259.19 mW的输出功率和0.52 W/A的斜率效率,相比于WR-LD分别提升了25.6%和33.3%。 展开更多
关键词 半导体激光器 窄线宽 侧向损耗结构 高阶侧向耦合光栅 侧向模式
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高功率半导体激光器技术发展与研究 被引量：13
2
作者 刘国军 薄报学 +2 位作者 曲轶 辛德胜 姜会林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期272-274,共3页
高功率半导体激光器及阵列具有可用激光波长丰富、电光转换效率高、调制特性好等许多优点,特别是作为固体激光器和光纤激光器的高效率泵浦源而获得的全固态紧凑型激光器,持续受到极大的关注,得到快速发展。近年来在高功率阵列半导体激... 高功率半导体激光器及阵列具有可用激光波长丰富、电光转换效率高、调制特性好等许多优点,特别是作为固体激光器和光纤激光器的高效率泵浦源而获得的全固态紧凑型激光器,持续受到极大的关注,得到快速发展。近年来在高功率阵列半导体激光器模块化技术、超高效率、高效冷却技术、半导体激光器及阵列的光束质量优化、高效电源驱动技术等方面都取得了长足的进步,促进了其广泛应用。将结合高功率半导体激光国家重点实验室的研究工作,概述近年来国内外半导体激光器技术的研究进展状况和发展趋势。 展开更多
关键词 高功率 半导体激光器 阵列 效率
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基于ZEMAX高功率半导体激光器光纤耦合设计 被引量：11
3
作者 周泽鹏 薄报学 +4 位作者 高欣 王文 许留洋 王云华 周路 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1208-1212,共5页
随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率... 随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率为10 W的单管半导体激光器通过合束方法高效率耦合进光纤。耦合光纤芯径为150μm、数值孔径为0.22,光纤输出功率为116.2 W,耦合效率为96.8%。 展开更多
关键词 半导体激光器 ZEMAX 高效率 高功率 光纤耦合
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高功率半导体激光器光纤耦合模块 被引量：16
4
作者 马晓辉 史全林 +2 位作者 徐莉 王玲 王智超 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期674-678,共5页
光纤耦合输出的高功率激光二极管模块具有体积小、光束质量好、亮度高等特点,在泵浦光纤激光器、材料处理、医疗仪器等领域都获得了广泛的应用。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,提出了基于多只激光二极管串联的光纤耦... 光纤耦合输出的高功率激光二极管模块具有体积小、光束质量好、亮度高等特点,在泵浦光纤激光器、材料处理、医疗仪器等领域都获得了广泛的应用。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,提出了基于多只激光二极管串联的光纤耦合方法。这种方法具有耦合效率高、光学元件加工简单等特点。利用两组反射镜,将多只高功率激光二极管输出光束经准直、复合、聚焦,耦合进光纤输出,根据激光二极管和光纤的相关参数设计了聚焦透镜。利用特殊加工的AlN材料作为过渡热沉解决了激光二极管的导热和相互之间的绝缘问题。采用这种方法将4只输出波长为980nm的高功率激光二极管输出光束耦合进数值孔径0.22、芯径100μm的多模光纤中,当工作电流为4.0A时,光纤连续输出功率为11.6W,耦合效率大于79%。 展开更多
关键词 高功率激光二极管 激光合束 光纤耦合
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高功率1060nm半导体激光器波导结构优化 被引量：10
5
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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高功率905nm InGaAs隧道结串联叠层半导体激光器 被引量：4
6
作者 李辉 曲轶 +2 位作者 张剑家 辛德胜 刘国军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2517-2520,共4页
设计出了隧道结串联叠层半导体激光器结构,采用分子束外延进行激光器材料的外延生长,材料经过光刻、腐蚀、欧姆接触、解理、腔面镀高反射/减反射膜、焊装等工艺,制作成条宽200μm、腔长800μm的半导体激光器。两隧道结激光器在脉冲宽度1... 设计出了隧道结串联叠层半导体激光器结构,采用分子束外延进行激光器材料的外延生长,材料经过光刻、腐蚀、欧姆接触、解理、腔面镀高反射/减反射膜、焊装等工艺,制作成条宽200μm、腔长800μm的半导体激光器。两隧道结激光器在脉冲宽度100ns,重复频率10kHz,30A工作电流下输出功率达到80 W,峰值发射波长为905.6nm,器件的阈值电流为0.8A,水平和垂直方向的发散角分别为7.8°和25°。 展开更多
关键词 高功率 应变量子阱 隧道结 半导体激光器
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高功率半导体激光器光纤耦合模块的可靠性研究 被引量：3
7
作者 胡放荣 熊显名 张剑家 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期358-360,共3页
文章从高功率半导体激光器光纤耦合模块的组成和各个部分的机理出发,详细分析了影响其可靠性的因素,主要有以下三个方面:激光器自身的因素、耦合封装工艺和电学因素。通过优化原有工艺与采用新技术,提高了模块的可靠性,拓宽了其应用领域。
关键词 半导体激光器 光纤耦合模块 可靠性
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45°内反射镜高功率InGaAs/AlGaAs/GaAs面发射半导体激光器结构设计和制备
8
作者 李梅 曲轶 +4 位作者 王晓华 徐莉 李辉 刘维峰 刘国军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期395-398,共4页
研究了具有45°内反射镜的0 98μm辐射波长的应变InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱面发射半导体激光器结构,并采用MBE方法进行了材料制备。同时利用X射线双晶衍射,低温(10K)光致发光(PL)和电化学C V方法检测和分析了外延薄膜的光电和结... 研究了具有45°内反射镜的0 98μm辐射波长的应变InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱面发射半导体激光器结构,并采用MBE方法进行了材料制备。同时利用X射线双晶衍射,低温(10K)光致发光(PL)和电化学C V方法检测和分析了外延薄膜的光电和结构特性。在光致发光谱线中我们得到了发射波长0 919μm的谱峰,谱峰范围跨跃0 911～0 932μm,双晶回摆曲线、电化学C V分布曲线显示所设计的结构基本得到实现。 展开更多
关键词 面发射半导体激光器 分子束外延 双晶回摆曲线 内反射镜 结构设计 制备 InGaAs/A1GaAs/GaAs 单量子阱
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高功率980nm非对称宽波导半导体激光器设计 被引量：6
9
作者 徐正文 曲轶 +2 位作者 王钰智 高婷 王鑫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1094-1098,共5页
设计了980 nm非对称宽波导InGaAs/InGaAsP量子阱激光器,并在结构中插入电流阻挡层,有效地阻止载流子的泄露。用LASTIP软件对980 nm非对称宽波导量子阱激光器进行理论模拟,与传统的980 nm对称宽波导量子阱激光器相比,非对称宽波导量子阱... 设计了980 nm非对称宽波导InGaAs/InGaAsP量子阱激光器,并在结构中插入电流阻挡层,有效地阻止载流子的泄露。用LASTIP软件对980 nm非对称宽波导量子阱激光器进行理论模拟,与传统的980 nm对称宽波导量子阱激光器相比,非对称宽波导量子阱激光器波导和量子阱之间有更小的能带差,非对称宽波导结构具有更低的阈值电流,更高的斜效率以及更低的阻抗,所以带有电流阻挡层的980nm非对称宽波导InGaAs/InGaAsP量子阱激光器有更高的光电转换效率和输出功率。 展开更多
关键词 非对称宽波导 激光器 高功率 电流阻挡层
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石墨片作辅助热沉的高功率半导体激光器热传导特性 被引量：10
10
作者 房俊宇 石琳琳 +4 位作者 张贺 杨智焜 徐英添 徐莉 马晓辉 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期907-914,共8页
为使边发射高功率单管半导体激光器有源区温度降低,增加封装结构的散热性能,降低器件封装成本,提出一种采用高热导率的石墨片作为辅助热沉的高功率半导体激光器封装结构。利用有限元分析研究了采用石墨片作辅助热沉后,封装器件的工作热... 为使边发射高功率单管半导体激光器有源区温度降低,增加封装结构的散热性能,降低器件封装成本,提出一种采用高热导率的石墨片作为辅助热沉的高功率半导体激光器封装结构。利用有限元分析研究了采用石墨片作辅助热沉后,封装器件的工作热阻更低,散热效果更好。研究分析过渡热沉铜钨合金与辅助热沉石墨的宽度尺寸变化对半导体激光器有源区温度的影响。新型封装结构与使用铜钨合金作为过渡热沉的传统结构相比,有源区结温降低4.5K,热阻降低0.45K/W。通过计算可知,激光器的最大输出功率为20.6W。在研究结果的指导下,确定铜钨合金与石墨的结构尺寸,以达到最好的散热效果。 展开更多
关键词 半导体激光器 散热性能 石墨辅助热沉 有限元分析 封装结构
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976 nm宽条形高功率半导体激光器的光束质量M^2评价 被引量：9
11
作者 闫宏宇 高欣 +6 位作者 宋健 张晓磊 张哲铭 徐雨萌 顾华欣 刘力宁 薄报学 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期196-203,共8页
为了提高976 nm宽条形高功率半导体激光器的光束质量,基于严格的二阶矩理论搭建了一套适用于高功率半导体激光器的光束质量检测装置。利用该装置测量了实验室研制的976 nm宽条形高功率半导体激光器在1～10 A工作电流下的束腰位置、束腰... 为了提高976 nm宽条形高功率半导体激光器的光束质量,基于严格的二阶矩理论搭建了一套适用于高功率半导体激光器的光束质量检测装置。利用该装置测量了实验室研制的976 nm宽条形高功率半导体激光器在1～10 A工作电流下的束腰位置、束腰尺寸和远场发散角。实验结果表明,随着电流从1 A增加到10A,快轴方向束宽及远场发散角由于反导引效应有微小增加,但由于垂直方向较强的折射率导引机制使得光束参数变化很小,光束质量因子M^2仅从1. 32增加到1. 48,光束质量基本不变。慢轴方向由于反导引效应及热透镜效应而导致高阶模式激射,使得束宽及远场发散角随工作电流增加逐渐增大,光束质量因子M^2从5. 44增加到11. 76,光束质量逐渐变差。傍轴光束定义及非傍轴光束定义下的光束质量因子测试结果表明,在快轴方向,两者差别较大,不能使用傍轴光束定义近似计算;在慢轴方向,两者近似相等,可以使用傍轴光束定义近似计算。 展开更多
关键词 半导体激光器 一般激光理论 激光器
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高亮度大功率半导体激光器光纤耦合模块 被引量：4
12
作者 刘力宁 高欣 +5 位作者 张晓磊 张哲铭 顾华欣 徐雨萌 乔忠良 薄报学 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期196-201,共6页
应用ZEMAX软件设计出高亮度大功率光纤耦合模块。采用16支输出功率12 W的单偏振态单边发射半导体激光器,耦合进芯径100μm、数值孔径0.22的光纤中。模块输出功率达到189.4 W,耦合效率达到98.6%,亮度达到94.66 MW/cm2-str。通过Solid Wo... 应用ZEMAX软件设计出高亮度大功率光纤耦合模块。采用16支输出功率12 W的单偏振态单边发射半导体激光器,耦合进芯径100μm、数值孔径0.22的光纤中。模块输出功率达到189.4 W,耦合效率达到98.6%,亮度达到94.66 MW/cm2-str。通过Solid Works软件优化得到新热沉结构,应用ANSYS软件进行热分析,结果表明新热沉结构最高温度为42.4℃,相比优化前温度降低1℃以上,得到良好散热结构模型。 展开更多
关键词 ZEMAX 高亮度 耦合 温度 ANSYS
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大功率半导体激光器叠层无氧铜微通道热沉 被引量：17
13
作者 刘云 廖新胜 +1 位作者 秦丽 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期109-114,共6页
建立了叠层无氧铜微通道热沉的散热模型,通过理论计算和近似分析,优化了微通道热沉的结构参数;在t=200μm, ωc=60μm, ωf=100μm,p=2. 02×106 Pa时,可获得最小热沉热阻Rthm =4. 205×10-3 K·cm2 /W。根据优化结果,考虑... 建立了叠层无氧铜微通道热沉的散热模型,通过理论计算和近似分析,优化了微通道热沉的结构参数;在t=200μm, ωc=60μm, ωf=100μm,p=2. 02×106 Pa时,可获得最小热沉热阻Rthm =4. 205×10-3 K·cm2 /W。根据优化结果,考虑微通道取向对液压降的影响,设计了一种新型大功率半导体激光器叠阵用五层结构叠层无氧铜微通道热沉,并结合实际工艺制备了无氧铜微通道热沉。在实际工作中,优化结果往往要跟实际工艺相结合,如优化所得的水压降为 2 02×106 Pa,这在实际工艺中较难实现。但在热沉实际工作的水压降条件下,热阻为 4. 982×10-3 K·cm2 /W,它能满足高功率激光器叠阵的需要。 展开更多
关键词 微通道热沉 散热模型 结构参数 液压降
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半导体激光夜视图像处理技术研究 被引量：4
14
作者 辛德胜 张剑家 +2 位作者 王少君 王兆欣 王洪喆 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1439-1442,共4页
半导体激光夜视系统采用激光器作为照明源,可在全黑的夜间条件下获得景物图像。但在公安和交通领域应用中,由于激光能量较集中,对车船类型及号牌信息的提取造成了困难。为此,对夜视图像的成像过程中导致图像变坏的原因进行了分析,并利... 半导体激光夜视系统采用激光器作为照明源,可在全黑的夜间条件下获得景物图像。但在公安和交通领域应用中,由于激光能量较集中,对车船类型及号牌信息的提取造成了困难。为此,对夜视图像的成像过程中导致图像变坏的原因进行了分析,并利用图像灰度变换、边缘检测、特征量选择及模板匹配、图像帧积累等图像处理技术改善了夜视图像的质量。实现了车船的类型及号牌的识别。该项技术也可用于军事及其他民用领域。 展开更多
关键词 光电子学与激光技术 半导体激光 夜视成像 图像处理 号牌识别
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高性能980nm单模半导体激光器 被引量：3
15
作者 李辉 曲轶 +2 位作者 高欣 薄报学 刘国军 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1110-1113,共4页
采用经过优化的新型大光腔结构,设计出低发散角的980nm半导体激光器,利用分子束外延系统生长出应变InGaAs量子阱半导体激光器材料,并制作出980nm单模半导体激光器。器件在3μm条宽,750μm腔长时,100mA电流下室温连续输出功率达到70mW以... 采用经过优化的新型大光腔结构,设计出低发散角的980nm半导体激光器,利用分子束外延系统生长出应变InGaAs量子阱半导体激光器材料,并制作出980nm单模半导体激光器。器件在3μm条宽,750μm腔长时,100mA电流下室温连续输出功率达到70mW以上。激光器的最大斜率效率为0.89W/A.垂直方向远场发散角为28°.器件在250mA工作电流下输出功率达到190mW.器件在70℃温度下仍可以正常工作。 展开更多
关键词 光电子学与激光技术 980nm单模半导体激光器 高功率 低发散角
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GaAs半导体激光器线宽展宽因子的理论计算 被引量：2
16
作者 张帆 李林 +5 位作者 王勇 邹永刚 李占国 马晓辉 隋庆学 刘国军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期521-525,共5页
本文利用简单模型综合考虑了带间跃迁、自由载流子吸收和带隙收缩对半导体激光器线宽展宽因子的影响,给出了半导体激光器线宽展宽因子的一种较为简便的计算方法.首先从理论上推导出线宽展宽因子的计算公式,分析并计算了GaAs半导体激光... 本文利用简单模型综合考虑了带间跃迁、自由载流子吸收和带隙收缩对半导体激光器线宽展宽因子的影响,给出了半导体激光器线宽展宽因子的一种较为简便的计算方法.首先从理论上推导出线宽展宽因子的计算公式,分析并计算了GaAs半导体激光器的增益特性,并使用MATLAB软件中的Mupad工具包求解费米积分的数值解.然后根据得到的增益拟合曲线峰值的变化计算了带间跃迁对线宽展宽因子的影响.最后,分别讨论和计算了自由载流子吸收和带隙收缩对线宽展宽因子的影响.结果表明,带间跃迁和带隙收缩对线宽展宽因子的影响较大(α因子值分别为22.562,-6.853),而自由载流子吸收对线宽展宽因子的影响较小(只有-0.605). 展开更多
关键词 半导体激光器 线宽展宽因子 增益 自由载流子吸收 带隙收缩
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大功率窄脉冲半导体激光光源等效电路参数研究 被引量：3
17
作者 辛德胜 张剑家 程勇杰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1485-1492,共8页
针对大功率窄脉冲激光光源的激光器多管芯组合结构等效电路的参数提取困难的问题,提出了基于外特性测量法来提取激光器多管芯组合结构等效电路参数的简捷方法。其特点是:在不知道半导体激光器的材料及内部结构的情况下,通过对实物电路... 针对大功率窄脉冲激光光源的激光器多管芯组合结构等效电路的参数提取困难的问题,提出了基于外特性测量法来提取激光器多管芯组合结构等效电路参数的简捷方法。其特点是:在不知道半导体激光器的材料及内部结构的情况下,通过对实物电路系统电参数的测量并利用Pspice仿真软件经多次参数拟合来获得半导体激光器等效电路参数。实验结果表明,利用该方法提取的半导体激光器等效电路参数与国外产品给出的等效电路参数相吻合。它为大功率窄脉冲半导体激光器驱动源的设计提供了依据,对多个管芯的组合方式、组合结构设计及装配工艺具有指导意义。在此基础上,设计并制作了半导体激光器板载结构的驱动源电路实验系统,其输出功率为180 W,光脉冲的上升时间为3.2 ns,脉冲的宽度为8.3 ns. 展开更多
关键词 光电子学与激光技术 窄脉冲激光光源 等效电路 参数提取 多个管芯组合
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半导体激光器驱动源功率器件的建模与仿真 被引量：2
18
作者 辛德胜 张剑家 +1 位作者 张萌萌 张宏臣 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1418-1421,共4页
模拟电路、数字电路及数模混合电路中小信号电路的仿真技术现已趋于成熟,而大功率电路的仿真技术尚需完善。当大功率器件处于工作状态时,功率器件会发热。小信号电路的仿真技术尚不能模拟大功率电路的工作状态。半导体激光器驱动源功率... 模拟电路、数字电路及数模混合电路中小信号电路的仿真技术现已趋于成熟,而大功率电路的仿真技术尚需完善。当大功率器件处于工作状态时,功率器件会发热。小信号电路的仿真技术尚不能模拟大功率电路的工作状态。半导体激光器驱动源功率执行级为大功率电路,建立能描述其功率器件工作状态的PSPICE仿真软件模型是亟待解决的问题之一。依据功率器件的结构、工作原理及其功耗等建立了包含热模型的金属—氧化物—半导体场效应晶体管(MOSFET)模型,使用此模型对半导体激光器驱动源进行了计算机仿真优化研究。通过实际系统验证了该模型的正确性。该模型也适用于其它大功率电路的计算机仿真。 展开更多
关键词 光电子学与激光技术 半导体激光器驱动源 热模型 仿真 建模
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用于TDLAS的半导体激光器温度控制系统设计 被引量：1
19
作者 王泽元 魏志鹏 孙礼朋 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第9期8-13,共6页
由于TDLAS(可调谐激光吸收光谱)技术中半导体激光器工作温度直接影响气体浓度检测准确度。为实现气体浓度高精密检测,采用多级积分分离PID控制算法设计了一种用于TDLAS的半导体激光器温度控制系统。实验结果表明,多级积分分离PID控制算... 由于TDLAS(可调谐激光吸收光谱)技术中半导体激光器工作温度直接影响气体浓度检测准确度。为实现气体浓度高精密检测,采用多级积分分离PID控制算法设计了一种用于TDLAS的半导体激光器温度控制系统。实验结果表明,多级积分分离PID控制算法在提高温度控制系统响应速度、提高系统精度和稳定性、减小超调等方面具有优势。温度控制系统在10℃~40℃温控范围内,温控精度优于±0.03℃,并在148 s内达到设定温度,温控超调量小于2.5%,设计满足TDLAS气体浓度检测要求,为实现气体浓度高精密检测奠定了基础。 展开更多
关键词 TDLAS 半导体激光器 温度控制 多级积分分离PID
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低温808 nm高效率半导体激光器 被引量：4
20
作者 吴顺华 刘国军 +1 位作者 王贞福 李特 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期786-795,共10页
为了提高低温工作环境下808 nm半导体激光器的输出特性,深入研究了电光转换效率的温度特性。结合载流子泄漏抑制和器件串联电阻的优化考虑,从理论上深入分析了有源区量子阱内的载流子限制现象,提出针对低温工作环境下的势垒高度及相应... 为了提高低温工作环境下808 nm半导体激光器的输出特性,深入研究了电光转换效率的温度特性。结合载流子泄漏抑制和器件串联电阻的优化考虑,从理论上深入分析了有源区量子阱内的载流子限制现象,提出针对低温工作环境下的势垒高度及相应的量子阱结构设计方法,包括势垒层的材料组分、厚度等重要参数的优化,极大地改善了器件在低温工作环境下的性能。采用优化后的外延结构,制备了腔长2 mm的半导体激光巴条。在工作温度-50℃、注入电流为600 A时,巴条输出功率达到799 W,电光转换效率为71%,斜率效率为1.34 W/A;注入电流为400 A时,器件达到最高电光转换效率73.5%,此时的载流子限制效率约为99%,串联电阻为0.43 mΩ;在-60~60℃温度范围内,中心波长随温度的漂移系数为0.248 nm/℃。 展开更多
关键词 半导体激光器 载流子泄漏 低温 高效率 温度效应
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