1 吉林农业大学信息技术学院,吉林长春 130118
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,吉林长春 130033
报道了 910 nm高峰值功率垂直腔面发射半导体激光器列阵(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)的设计方法及测试结果。所制备的 910 nm VCSEL列阵在准连续工作时激光功率达到 2W; 在重复频率 10 kHz,脉冲宽度 30 ns,工作电流 60 A的电脉冲驱动条件下, VCSEL列阵峰值输出功率达到 25.5 W。随着工作电流的增加, VCSEL列阵输出的激光光谱呈现明显的展宽现象,证实 VCSEL列阵即使在窄脉冲工作时大的电流驱动仍然会产生严重的内部热效应; VCSEL列阵输出激光的光脉冲波形在驱动电流增大至 60 A时脉宽仅展宽了 6 ns左右,证实 VCSEL阵列具有非常优越的脉冲响应特性。对 VCSEL列阵进行光束准直处理后,在 1m距离处得到了近圆形的均匀光斑。我们相信这种高功率的 910 nm面阵光源在未来汽车光探测测距(LiDAR)等智能驾驶领域具有很大的应用潜力。
垂直腔面发射半导体激光器列阵 高峰值功率 激光雷达 脉冲 vertical-cavity surface-emitting laser array high peak power light detection and ranging pulse
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
为了获得高功率高光束质量激光输出, 设计并制备了一种780nm波段5发光单元列阵器件, 其采用10μm宽窄条形波导, 各发光单元中心间距为100μm, 填充因子仅为10%。在准连续注入电流由1.2A增加到2.5A条件下, 该器件的输出光束侧向光学参量积由0.666mm·mrad增加至0.782mm·mrad。注入电流为2.5A时, 该器件实现了单边准连续506mW的高光束质量激光输出。
半导体激光器列阵 低填充因子 侧向光学参量积 diode laser array low filling factor lateral beam parameter product
1 河南科技大学 物理与工程学院, 河南 洛阳 471003
2 四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610064
给出了描述半导体激光器列阵(LDA)稳定状态的非线性方程组。对非线性方程组进行了分析, 研究了LDA在稳态运行时的特性。分别分析了LDA在同相模运行和反相模运行时, 载流子浓度、振荡频率以及光子数密度与自由运行时相比较所发生的变化。
同相模 反相模 锁相 半导体激光器列阵 In-phase mode out-phase mode phase-locked laser diode array
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激发态物理实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
3 清华大学 工程物理系，北京 100084
为了使半导体激光泵浦Nd∶YVO4固体激光器能获得大功率、高光束质量、线偏振的激光输出，利用PICS3D软件设计了InGaAs/GaAs应变量子阱结构，制作了发射波长为880 nm的大功率半导体激光器列阵。该激光器列阵激射区单元宽为100 μm，周期为200 μm，填充因子为50%，激光器列阵CS封装模块室温连续输出功率达60.8 W，光谱半高全宽(FWHM)为2.4 nm。为进一步改善大功率半导体激光器列阵的光束质量，增加半导体激光端面泵浦功率密度，采用阶梯反射镜组对880 nm大功率半导体激光器列阵进行了光束整形，利用阶梯镜金属表面反射率受近红外波长变化影响小的特点，研制出高稳定性、大功率光纤耦合模块。模块输出功率为44.9 W，光-光耦合效率达73.8%，尾纤芯径Φ为400 μm，数值孔径(NA)为0.22。
880 nm半导体激光器列阵 光纤耦合 阶梯镜 880 nm laser diode arrays fiber coupling step-mirror
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 激发态实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 100039
为了减小半导体激光器列阵在封装过程中引入热应力而产生的smile效应，提高半导体激光器列阵光束质量，利用对半导体激光器列阵发光点成像放大的方法，准确测量了半导体激光器列阵的smile效应，测量误差为±0.1 μm。由于smile效应的准确测量能客观地比较减小smile效应的各种技术与方法，本文根据分析测量结果，提出了通过优化封装半导体激光器列阵焊接回流曲线的方法，使smile效应值控制在±0.5 μm内。该方法减小了半导体激光器列阵的smile效应值，提高了激光器列阵光束质量，为下一步研制小芯径、高光束质量半导体激光器列阵光纤耦合模块提供了基础条件。
半导体激光器列阵 smile效应 封装 焊接回流曲线 diode laser array smile effect package reflow soldering curve
1 四川大学 电子信息学院,成都 610064
2 华北光电技术研究所,北京 100015
自由运行的半导体激光器列阵输出激光谱线较宽、中心波长易漂移。为此,本文采用体全息光栅(VBG)构成外腔半导体激光器阵列(ECLD)系统,利用体光栅能够稳定波长、压窄线宽的特点,从而克服上述缺点。实验表明:采用了VBG外腔反馈后,在最好的情况下,LDA的输出光谱宽度从自由运行时的2.3 nm压窄到了0.96 nm;在测试的环境温度变化范围内(14～31℃),LDA的峰值波长稳定在体光栅布拉格波长808 nm处,输出光的线宽维持在1.14 nm之下;并且,在测试的偏置电流变化范围内(7～13 A)峰值波长和谱宽无明显变化。
半导体激光器列阵 体全息光栅 稳频 外腔 semiconductor laser array volume Bragg grating frequency stabilization external cavity
1 四川大学,光电技术系,四川,成都,610064
2 中国工程物理研究院,应用电子研究所,四川,绵阳,621900
通过解热传导方程得到了半导体激光器列阵的热沉温升分布的解析表达式,并利用该解析式得到了热沉的温升分布图.分析了对流换热传热系数对上下表面温升的影响,当对流换热传热系数增大到某个值后,上下表面的温差变化很小,而温升随该系数的增大而降低,所得的结果与用有限元法算得的并经过实验验证的结果基本上是一致的.
半导体激光器列阵 热沉 热传导方程 温升分布 Diode laser array Heat sink Heat conduction equation Distribution of temperature rise
讨论了LD列阵的光束参数特性,采用面阵CCD探测器测量了半导体激光器线阵的光场分布、远场发散角、光射参数积和M2因子等,分析了半导体激光器线阵的光束参数与激光器结构形式的关系,讨论了改善激光器光束特性的方法。
激光技术 半导体激光器列阵 光束参数 光束质量
用连续波电光检测法直接测量宽接触半导体激光器及激光器列阵的电场分布,分析器件的丝状发光现象,并初步解释了产生的原因.
宽接触半导体激光器 半导体激光器列阵 电场分布
本文描述了一种新结构半导体激光器阵列——非对称补偿条形复合腔半导体激光器阵列.这种列阵是由7个或9个非对称半腔长交叉错开的条形电极形成7个或9个复合腔结构,光束在腔中以交叉的方式耦合.从该结构列阵得到了直到1.6I_(th)、发散角仅为3～4°的单瓣远场图样.
半导体激光器列阵 非对称补偿条形
