小发散角高功率半导体激光器研究

在量子阱半导体激光器中,量子尺寸引起的衍射效应使半导体激光器的光束质量很差。分别限制结构的垂直结平面发散角在40°左右,使得光束整形系统比较复杂,限制了半导体激光器的直接应用。为解决这一问题,提出了降低垂直结平面发散角的要求。回顾了小发散角半导体激光器的技术发展及应用,对具有小发散角的模式扩展波导结构进行了理论模拟和实验验证,获得了优化的结构。采用MOCVD外延技术生长了外延片,制作了高峰值功率脉冲激光器,获得了快轴发散角小于25,°峰值功率大于80W的半导体激光器,在激光引信应用中获得良好效果。     

大功率激光器阵列光场分布测试方法的研究

针对大功率半导体激光器阵列难以进行光场分布测试评价的问题,设计了大功率激光器光场分布测试系统。从测试系统探测器的抗损伤阈值方面,分析了对激光衰减的比例要求,提出了几种衰减的方法,设计了低透射系数高抗激光损伤的衰减方案,并进行逐一的测试比较,得到了理想的衰减效果。结合测试系统要求,完成了大功率半导体激光器光场分布的测试与评价。     

基于腔面非注入技术的大功率半导体激光器

采用腔面电流非注入技术,提高了808nm半导体激光器灾变性光学损伤(COD)阈值。通过腐蚀GaAs高掺杂层的方法,在半导体激光器腔面附近形成电流非注入区,以此来减少腔面处的载流子注入。载流子注入水平的降低,减少了腔面处非辐射复合的发生,因而提高了激光器的灾变性光学损伤阈值。应用电流非注入技术制作的器件的最大输出功率达到3.7W;而应用常规工艺制作的器件的最大输出功率为3.1W。同常规工艺相比,采用该技术使器件的最大输出功率提高了近20%。     

940nm20％占空比InGaAs／AIGaAs大功率LD线阵

采用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术，制作了AlGaAs/InGaAs/GaAs大功率20％占空比半导体激光器。采用良好的封装方式，激光器直接封装在高效导热载体上，对载体水冷散热，在脉冲频率500Hz，脉冲宽度400μs下，驱动电流105A时输出功率高达90.6W，最高电一光转换效率42.3％，斜率效率0.94W/A。器件中心激射波长941.8nm，光谱半高全宽3.3nm。     

940 nm 20%占空比InGaAs/AlGaAs大功率LD线阵

采用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术,制作了AlGaAs/InGaAs/GaAs大功率20%占空比半导体激光器.采用良好的封装方式,激光器直接封装在高效导热载体上,对载体水冷散热,在脉冲频率500 Hz,脉冲宽度400 μs下,驱动电流105 A时输出功率高达90.6 W,最高电-光转换效率42.3%,斜率效率0.94 W/A.器件中心激射波长941.8 nm,光谱半高全宽3.3 nm.     

腔面低反射大功率半导体激光器阵列

光束质量问题是制约半导体激光器应用的主要因素,采用出光面蒸镀低反膜LD阵列半导体激光器阵列锁相技术较好地解决了这个问题.本文设计并制作了高反膜系和极低反膜系,获得了高阈值的LD阵列.本文的低反膜系有大的带宽和小于0.2%的剩余反射率,易于工艺实现,LD阵列的阈值电流密度达到480A/cm2.     

高功率半导体激光器测试系统

利用SGI40-125AAA型程控直流电源、PCI-GPIB卡、电压表、功率计表以及光谱仪等建立高功率半导体激光器测试系统,并在LabVIEW环境下开发了测试软件,通过软件控制直流电源、功率计表等仪器的触发输出、触发输入实现测试设备的同步工作,在保证测试准确性的同时,实现了快速(每个测试点的工作时间约300 ms)的扫描测试,在测试速度上比多个仪器单独测试有了明显提高。可以实现千瓦级连续工作半导体激光器的光功率P、电压V、电光转换效率η、阈值电流、光谱等参数的扫描测试。建立的测试系统准确度高,扫描速度快,测试软件界面操作方便,显示结果直观、全面。