Что вы знаете о высокомощных и высокоэффективных полупроводниковых лазерах с длиной волны 808 нм?

МощныйПолупроводниковый лазер 808 нми его твердотельный лазер с накачкой (Nd:YAG) имеют широкие перспективы применения в передовом производстве, медицинской косметологии, аэрокосмической отрасли, лазерных дисплеях и других областях. В этих приложениях часто требуется миниатюризация и легкий вес полупроводниковых лазеров, а повышение эффективности электрооптического преобразования полупроводниковых лазеров является наиболее эффективным техническим способом снижения энергопотребления, объема и веса всей лазерной системы. Исследования высокоэффективных полупроводниковых лазеров в настоящее время являются популярным направлением исследований в стране и за рубежом. В 2016 году Германия недавно предложила программу Crolaser для достижения пиковой мощности одной шины более 1,6 кВт и эффективности электрооптического преобразования более 80 процентов в низкотемпературном диапазоне 200-220K. В 2015 году Ямагата и соавт. сообщил о новой структуре ADCH (асимметричная развязанная гетероструктура) с длиной волны 915 нм и оптимизированным фактором оптического ограничения. В 2014 году Pietvzak et al. [6] сообщили о массиве полупроводниковых лазеров 915 нм с шириной полосы 90 мкм, 5 светящимися точками, выходной мощностью 55 Вт и максимальной эффективностью 69 процентов.

В 2013 Крамп и др. Проанализировал ряд факторов, ограничивающих эффективность электрооптического преобразования полупроводниковых лазеров, и предложил экспериментально проверенную структуру двойного асимметричного волновода (EDAS). В 2012 году Лауэр и др. сообщили, что максимальная эффективность электрооптического преобразования одной трубки с длиной волны 976 нм при комнатной температуре составляет 76 процентов. В 2010 году Цао и др. сообщили, что в полосе 808 нм мощностью 50 Вт эффективность электрооптического преобразования достигла 67 процентов за счет оптимизации структуры волновода и оболочки. Тем не менее, температура испытаний составляла всего 5 ◦ C, а эффективность снижалась до 64 процентов при комнатной температуре 25 ◦ C. В 2007 г. Hulsewede et al. сообщили, что 808-нм микроканальная охлаждаемая полупроводниковая лазерная матрица, длина резонатора 1,5 мм, коэффициент заполнения 20 процентов и непрерывная выходная мощность 90 Вт. Максимальная эффективность электрооптического преобразования при 25 ◦ C составляет 65 процентов. В том же году Петерс и др. сообщили, что наивысшая эффективность электрооптического преобразования массива полупроводниковых лазеров с микроканальным охлаждением мощностью 100 Вт и длиной волны 976 нм при комнатной температуре составила 76 процентов, что является самым высоким КПД, зарегистрированным при комнатной температуре, для массива полупроводниковых лазеров с длиной волны 976 нм. Крамп и др. сообщили о выходных характеристиках массива полупроводниковых лазеров с длиной волны 810 нм при различных температурах, наивысшей эффективности электрооптического преобразования в 62 процента при 23 ◦C, и устройство все еще может работать при 70 ◦C. В 1999 году Ван и соавт. сообщили об однотрубном полупроводниковом лазере с длиной волны 808 нм, выращенном с помощью МЛЭ, в котором были достигнуты очень низкие внутрирезонаторные потери 0,75 см -1 и максимальный КПД 65,5%. Китай также добился определенного прогресса в высокой эффективности 808 нм.

Поскольку полупроводниковый материал на основе GAAS имеет определенное поглощение света при длине волны генерации 808 нм, эффективность электрооптического преобразования устройств с длиной волны 808 нм примерно на 5 процентов -10 процентов ниже, чем у 976 нм, а эффективность массивов полупроводниковых лазеров с длиной волны 808 нм обычно составляет 50 процентов -55 процентов, а лучший уровень в лаборатории составляет около 65 процентов. При выборе материалов алюминийсодержащие материалы (AlGaAs) обладают высокой электро- и теплопроводностью, легко достигают низкого последовательного сопротивления и теплового сопротивления за счет градиента компонентов и контроля легирования, а процесс эпитаксиального роста материала на основе AlGaAs является зрелым и надежным. , поэтому это самый идеальный материал для достижения высокой эффективности электрооптического преобразования 808 нм. На основе анализа факторов, ограничивающих эффективность электрооптического преобразования полупроводникового лазера, в данной статье разработана структура асимметричного широкого волновода, оптимизирована структура и легирование слоя и оболочки волновода P-типа, а также достигнуты чрезвычайно низкие потери на поглощение в полость. В то же время, в сочетании с технологией подготовки устройства с низким уровнем дефектов и напряжения, достигается высокая эффективность массива полупроводниковых лазеров с длиной волны 808 нм.

Оптические потери на поглощение волновода P-типа и оболочки исследованы путем сравнения симметричной и асимметричной структур широкого волновода. Общие потери на оптическое поглощение волновода P-типа и оболочки составляют 1,77 см-1, среди которых потери волновода P-типа составляют 0,56 см-1, а потери оболочки P-типа составляют {{1{{ 15}}}},81 см-1, что составляет 77 процентов от общей потери. Путем оптимизации структуры асимметричного широкого волновода и оптимизации толщины и состава слоя волновода P-типа оптические потери на поглощение асимметричной структуры волновода после оптимизации уменьшаются до 0,63 см–1, а P- потери типа волноводного слоя 0,15 см-1

Потери в оболочке P-типа составляют 0,05 см−1, что составляет 32 процента от общих потерь. Оптимизированная эпитаксиальная структура используется для достижения высокой мощности и высокой эффективности массива полупроводниковых лазеров с длиной волны 808 нм. При комнатной температуре 25 ◦C, при токе инжекции 135 А, рабочем напряжении 1,76 В, выходной оптической мощности более 150 Вт, при токе инжекции 100 А явления теплового насыщения не наблюдается, максимальная электропроводность -эффективность оптического преобразования составляет 65,5 процента, что является самым высоким показателем эффективности массива полупроводниковых лазеров с длиной волны 808 нм, о котором сообщалось в Китае.

Применение полупроводникового лазера 808 нмr

Полупроводниковый лазер созрел раньше, с более быстрым развитием класса лазеров из-за его широкого диапазона длин волн, простоты производства, низкой стоимости, простоты массового производства, а также небольшого размера, легкого веса и длительного срока службы. развитие, широкий спектр приложений, H имеет более 300 видов, наиболее важной областью применения полупроводникового лазера является городская сеть Gb. Область применения полупроводниковых лазеров охватывает всю область оптоэлектроники и стала основной технологией современной науки об оптоэлектронике. Полупроводниковый лазер в лазерной локации, лазерном радаре, лазерной связи, лазерном аналоговом оружии, лазерном предупреждении, лазерном наведении и отслеживании, воспламенении и детонации, автоматическом управлении, приборах обнаружения и так далее.

Лапша широко использовалась и сформировала широкий рынок. Полупроводниковые лазеры с длиной волны 808 нм находят важное применение в лазерной обработке прецизионных механических деталей, а также становятся наиболее идеальными и эффективными источниками света накачки для твердотельных лазеров. Благодаря высокому КПД, высокой надежности и преимуществам миниатюризации твердотельные лазеры постоянно совершенствуются.

Полупроводниковые лазеры с длиной волны 808 нм также находят применение в полиграфии и медицине. Кроме того, полупроводниковые лазеры с длиной волны 808 нм широко используются в системах оптических дисков, таких как проигрыватели компакт-дисков и DVD-системы, а высокоплотные лазеры оптической памяти с видимой поверхностной эмиссией в оптических дисках, принтерах и дисплеях имеют очень важное применение. Поскольку полупроводниковый лазер с длиной волны 808 нм может обеспечивать настройку длины волны путем изменения магнитного поля или регулирования тока, а также может быть получен выходной сигнал лазера с очень узкой шириной линии, полупроводниковый лазер можно использовать для спектральных исследований с высоким разрешением. Настроенный лазер является важным инструментом для быстрого развития лазерной спектроскопии в углубленном изучении структуры вещества. Мощный дальномер среднего инфракрасного диапазона (3,51 м) имеет широкий спектр применений в мерах противодействия инфракрасному излучению, инфракрасном освещении, лидаре, атмосферных окнах, связи в открытом космосе, наблюдении за атмосферой и химической спектроскопии.

Контактная информация:

Если у вас есть какие-либо идеи, не стесняйтесь говорить с нами. Независимо от того, где находятся наши клиенты и каковы наши требования, мы будем следовать нашей цели, чтобы предоставить нашим клиентам высокое качество, низкие цены и лучший сервис.