1 苏州大学光电科学与工程学院，江苏 苏州 215006
2 江苏省先进光学制造技术重点实验室，江苏 苏州 215006
3 教育部现代光学技术重点实验室，江苏 苏州 215006
4 度亘核芯光电技术（苏州）有限公司，江苏 苏州 215000
采用反射式体布拉格光栅（VBG）实现半导体激光锁频是激光技术应用中的关键技术之一，进一步压窄半导体激光的输出光谱线宽、提高外腔效率是研究重点。采用微通道水冷半导体激光模块，利用衍射效率为18%的VBG构建激光外腔，分析了前端面反射率分别为0.02%、0.20%、0.40%时的输出光谱与外腔效率。研究结果表明，半导体激光前端面反射率的降低能够进一步优化半导体激光器的输出光谱，提高外腔效率，压窄输出光谱线宽，实现大驱动电流范围的激光锁频。对于前端面反射率为0.02%的半导体激光器，激光输出中心波长锁定在779.8 nm处，光谱线宽压缩至0.08 nm，温漂系数为6.25 pm·℃-1，电流漂移系数为0.9 pm·A-1，外腔效率达到106%，连续输出功率达到127 W。
激光器 波长稳定 线宽窄化 外腔反馈 体布拉格光栅 中国激光
2023, 50(23): 2301003
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
高可靠性已成为大功率半导体激光器实用化的重要指标之一，而寿命预测是大功率半导体激光器可靠性评估的首要环节。文中提出了一种双应力交叉步进加速退化的试验方法，对830 nm F-mount封装的大功率半导体激光器进行了四种不同的双应力条件A[22 ℃， 1.4 A]，B[42 ℃，1.4 A]，C[42 ℃，1.8 A]，D[62 ℃，1.8 A]下的电流-温度交叉步进加速退化试验研究，对光输出功率退化轨迹进行拟合，按照80%功率退化作为失效判据，结合修正后的艾琳模型和威布尔分布外推得到器件在正常工作条件下的平均失效时间（MTTF）为5 811 h。文中给出了完整的加速退化模型建立过程与详细的外推寿命计算方法，并对模型进行了准确性检验，误差不超过10%。该方法相比单应力恒定加速试验方法，可以大幅度节约试验时间和试验成本，这对于大功率半导体激光器的自主研制具有重要的指导意义。
大功率半导体激光器 加速退化试验 双应力 寿命 high-power laser diodes accelerated degradation test double-stress lifetime 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220592
度亘激光技术（苏州）有限公司，江苏 苏州 215000
报道了应用于掺铒光纤放大器（EDFA）的高功率单模980 nm半导体激光芯片和泵浦模块。所研制的单基横模980 nm激光芯片的kink-free输出功率可达1650 mW，最高热反转功率可达2.4 W。利用此芯片研制了14 pin蝶形封装模块，采用光纤光栅进行波长锁定，实现了单模输出功率超过1300 mW以及从阈值到1300 mW的大动态范围的波长锁定，边模抑制比（SMSR）大于30 dB，峰值波长为974.5 nm±0.5 nm，光谱半峰全宽（FWHM）小于0.5 nm，带内功率占比（PIB）大于95%。
激光器 单模 光纤光栅 泵浦
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electronic Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China
2 Xi’an Key Laboratory of power Electronic Devices and High Efficiency Power Conversion, Xi’an 710048, China
3 Sanli Intelligent Electric Co., Ltd, Xi’an 712000, China
Lateral current spreading in the 4H-SiC Schottky barrier diode (SBD) chip is investigated. The 4H-SiC SBD chips with the same vertical parameters are simulated and fabricated. The results indicate that there is a fixed spreading resistance at on-state in current spreading region for a specific chip. The linear specific spreading resistance at the on-state is calculated to be 8.6 Ω/cm in the fabricated chips. The proportion of the lateral spreading current in total forward current (Psp) is related to anode voltage and the chip area. Psp is increased with the increase in the anode voltage during initial on-state and then tends to a stable value. The stable values of Psp of the two fabricated chips are 32% and 54%. Combined with theoretical analysis, the proportion of the terminal region and scribing trench in a whole chip (Ksp) is also calculated and compared with Psp. The Ksp values of the two fabricated chips are calculated to be 31.94% and 57.75%. The values of Ksp and Psp are close with each other in a specific chip. The calculated Ksp can be used to predict that when the chip area of SiC SBD becomes larger than 0.5 cm2, the value of Psp would be lower than 10%.
Journal of Semiconductors
2021, 42(11): 112802
1 中国科学院半导体研究所纳米光电子实验室, 北京 100083
2 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
3 度亘激光技术(苏州)有限公司, 江苏 苏州 215123
半导体激光器从诞生至今半个世纪,在理论、实践和应用方面取得了巨大进展,占据了整体激光领域的大部分市场,广泛应用于通信网络、工业加工、医疗美容、激光传感、航空**、安全防护,以及消费电子等领域。本文在回顾国际国内早期半导体激光器发展历程的基础上,重点针对高功率泵浦源领域的GaAs基8xx nm和9xx nm半导体激光器,三维感知领域的905 nm隧道结激光器和940 nm垂直腔面发射激光器,以及光谱分析和红外感测领域的GaSb基红外激光器和InP基量子级联激光器进行了简单总结。内容包括半导体激光器的主要应用场景、所追求的主要目标、近10年国内外发展的最新进展,以及今后可能的发展趋势与方向。
激光器 半导体激光器 边发射激光器 垂直腔面发射激光器 红外激光器
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710119, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 School of Physics and information Technology, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China
A novel black phosphorus (BP) solution saturable absorber (SA) is fabricated by the liquid-phase-exfoliated method and successfully used for passively Q-switched (QS) Nd:YVO4 laser. Compared with a traditional solid SA, a BP solution SA possesses more excellent optical transparency and higher damage resistance. The shortest pulse duration and highest average output power are measured to be 119 ns and 1.23 W, respectively. To the best of our knowledge, both of them are the best results among QS solid-state lasers with BP-based absorbers so far. The repetition rate is in the range of 533.2 to 722 kHz. The results indicate the potential application of the BP solution SA into high-power solid-state pulse lasers.
140.3540 Lasers, Q-switched 140.3580 Lasers, solid-state 160.4330 Nonlinear optical materials Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 011402
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 西安立芯光电科技有限公司, 陕西 西安 710077
通过设计极低损耗808 nm半导体激光芯片外延结构, 实现腔内损耗小于0.5 cm-1。采用该高效率外延结构研制出高峰值功率808 nm巴条芯片, 巴条的填充因子为85%, 包含60个发光点, 发光区宽度为140 μm, 腔长为2 mm。在驱动电流为500 A, 脉冲宽度为200 μs, 重复频率为400 Hz, 占空比为8%的工作条件下, 该芯片的准连续(QCW)峰值输出功率为613 W, 斜率效率达1.34 W/A,峰值波长为807.46 nm, 光谱半峰全宽为2.88 nm。任意选取5只芯片, 在准连续300 W(占空比8%)条件下进行了寿命验证, 芯片寿命达到3.63×109 shot, 定功率300 W下电流变化小于10%, 达到商业化水平。
激光光学 半导体激光芯片 峰值功率 光损耗 寿命
