Профессиональные знания

Полупроводниковый лазер высокой мощности

2021-12-13
Полупроводниковый лазеримеет преимущества небольшого размера, легкого веса, высокой эффективности электрооптического преобразования, высокой надежности и длительного срока службы. Он имеет важные применения в области промышленной переработки, биомедицины и национальной обороны. В 1962 году американские ученые успешно разработали инжекционный полупроводниковый лазер GaAs с однородной структурой первого поколения. В 1963 году Алферов и другие сотрудники Физического института им. Йофея бывшей Академии наук СССР объявили об успешной разработке полупроводникового лазера с двойным гетеропереходом. После 1980-х годов, из-за введения теории проектирования энергетических зон, в то же время появились новые процессы роста кристаллических эпитаксиальных материалов [такие как молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE) и химическое осаждение из паровой фазы металлоорганических соединений (MOCVD) и т. д.]. лазеры с квантовыми ямами вошли в историю, значительно улучшая производительность устройств и достигая высокой выходной мощности.
Мощные полупроводниковые лазеры в основном делятся на две конструкции: одинарная трубка и стержневая полоса. Структура с одной трубкой в ​​основном имеет конструкцию широкой полосы и большого оптического резонатора, а также увеличивает площадь усиления для достижения высокой выходной мощности и уменьшения катастрофического повреждения поверхности резонатора; Структура полосовой полосы. Это параллельная линейная решетка из нескольких однотрубных лазеров, несколько лазеров работают одновременно, а затем объединяют лучи и другие средства для достижения высокой мощности лазерного излучения. Оригинальные мощные полупроводниковые лазеры в основном используются для накачки твердотельных и волоконных лазеров с диапазоном волн 808 нм. И 980нм. Со зрелостью ближнего инфракрасного диапазонамощный полупроводниковый лазерединичной технологии и снижения себестоимости производительность полностью твердотельных лазеров и волоконных лазеров на их основе постоянно улучшалась. Выходная мощность одноламповой непрерывной волны (CW) 8,1 Вт десятилетия достигла уровня 29,5 Вт, выходная мощность линейки CW достигла уровня 1010 Вт, а импульсная выходная мощность достигла уровня 2800 Вт, что значительно способствовало процесс применения лазерной технологии в области обработки. Стоимость полупроводниковых лазеров как источника накачки составляет 1/3~1/2 стоимости твердотельного лазера, что составляет 1/2~2/3 стоимости волоконных лазеров. Поэтому быстрое развитие волоконных лазеров и полностью твердотельных лазеров способствовало развитию мощных полупроводниковых лазеров.
С постоянным улучшением характеристик полупроводниковых лазеров и постоянным снижением затрат диапазон их применения становится все шире и шире. Создание мощных полупроводниковых лазеров всегда было в центре внимания исследований. Чтобы получить мощные полупроводниковые лазерные чипы, необходимо начать с трех аспектов материала, структуры и защиты поверхности резонатора:
1) Материаловедение. Это может начаться с двух аспектов: увеличение усиления и предотвращение окисления. Соответствующие технологии включают технологию с напряженными квантовыми ямами и технологию квантовых ям без алюминия. 2) Структурная технология. Для предотвращения выгорания микросхемы при высокой выходной мощности обычно используется асимметричная технология Waveguide и широковолновая технология большого оптического резонатора. 3) Технология защиты поверхности полости. Чтобы предотвратить катастрофическое повреждение оптического зеркала (COMD), основные технологии включают технологию поверхности непоглощающей полости, технологию пассивации поверхности полости и технологию покрытия. В различных отраслях промышленности Развитие лазерных диодов, независимо от того, используются ли они в качестве источника накачки или применяются напрямую, выдвинуло дополнительные требования к полупроводниковым лазерным источникам света. В случае более высоких требований к мощности для поддержания высокого качества луча необходимо выполнить комбинирование лазерных лучей. Комбинация полупроводниковых лазерных лучей Технология луча в основном включает в себя: технологию обычного объединения лучей (TBC), технологию плотного объединения длин волн (DWDM), технологию спектрального объединения (SBC), технологию когерентного объединения лучей (CBC) и т. д.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept