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半导体激光器有哪些要害技能

2018-11-08 06:00
慕光Laser
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半导体激光器在光通讯、抽运光源、激光显现与医疗、工业加工、照明监控等范畴有着广泛的使用。跟着下流使用范畴的不断拓宽,半导体激光器也将面临越来越高的要求。那么,在半导体激光器的研制出产进程中,哪些技能最为要害呢?

结构规划优化

高功率半导体激光器的开展与其外延与芯片结构的研讨规划严密相关。结构规划是高功率半导体激光器器材的根底。半导体激光器的三个基本原理性问题是:电注入和约束、电光转化、光约束和输出,别离对应电注入规划、量子阱规划、波导结构的光场规划。半导体激光器的结构研讨改善便是从这三个方面进行不断优化,开展了非对称宽波导结构,优化了量子阱、量子线、量子点以及光子晶体结构,促进了激光器技能水平的不断进步,使得激光器的输出功率、电光转化功率越来越高,光束质量越来越好,可靠性越来越高。

高质量的外延资料成长技能

半导体激光器外延资料成长技能是半导体激光器研制的中心。高质量的外延资料成长工艺,极低的外表缺点密度和体内缺点密度是完成高峰值功率输出的条件和确保。别的杂质在半导体资猜中也起着重要的效果,可以说,没有准确的半导体外延掺杂工艺,就没有高性能的量子阱激光器。首要经过对掺杂曲线的优化,削减光场与重掺杂区域的堆叠,然后削减自在载流子吸收损耗,进步器材的转化功率。

腔面处理技能

大功率半导体激光器的使用一般要求激光器输出功率很高且有较好的可靠性。而限制半导体激光器输出功率的首要瓶颈便是高功率密度下腔面退化导致的光学灾变损害(COMD)。

在半导体激光器的腔面区域,因为解理、氧化等原因存在很多的缺点,这些缺点成为光吸收中心和非辐射复合中心。光吸收发作的热量使腔面温度升高,温度升高形成带隙减小,因而在腔面区域与激光器内部区域之间形成了一个电势梯度,引导载流子向腔面区域注入,更重要的是带隙减小后带间光吸收增强,两者都会使腔面区域的载流子浓度升高,增强非辐射复合,使腔面温度进一步升高。另一方面,大功率半导体激光器较大的电流注入也增强了腔面非辐射复合。正是光吸收、非辐射复合、温度升高和带隙减小的正反应进程使腔面的温度快速升高,终究腔面焚毁,即发作COMD。

腔面问题的本源是腔面缺点的存在,包含腔面的污染、氧化、资料缺点等,这些腔面缺点首要影响COMD的一致性,其次会导致器材的退化,影响长时间稳定性。一般可以经过各种腔面钝化和镀膜技能,削减或许消除腔面的缺点和氧化,下降腔面的光吸收,进步腔面的 COMD 值,然后完成高峰值功率输出。

集成封装技能

激光芯片的冷却和封装是制作大功率半导体激光器的重要环节,而激光器光束整形和激光集成技能是取得千瓦、万瓦级激光的首要途径。因为大功率半导体激光器的输出功率高、发光面积小,其作业时发作的热量密度很高,这对封装结构和工艺提出了更高要求。高功率半导体激光器封装要害技能研讨,便是从热、封装资料、应力方面着手,处理热办理和热应力的封装规划,完成直接半导体激光器向高功率、高亮度、高可靠性开展的技能打破。

声明: 本文由入驻维科号的作者编撰,观念仅代表作者自己,不代表OFweek态度。如有侵权或其他问题,请联络告发。

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