1 太原理工大学 电气与动力工程学院，太原 030000
2 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430074
针对激光器长期高温工作时腔面温度急剧升高产生灾变性光学损伤（COD）的问题，文章提出在半导体激光器腔面处加入Al2O3膜和陶瓷隔热共同作用，其可以降低激光器腔面温度，防止COD的产生。文章首先建立了半导体激光器简化模型分析固体传热。然后对550 K高温下无镀膜无隔热结构、有镀膜无隔热结构、无镀膜有隔热结构及镀膜与隔热结构共同作用时激光器模型的腔面温度进行仿真。其中镀膜选用Al2O3，隔热结构选用陶瓷隔热，腔面材料选用GaAs，热沉选用Cu热沉，接触层选用AlGaAa。4组对比实验结果表明，镀膜与隔热结构共同作用时，能将激光器的腔面温度控制在393.15 K以下。550 K高温在激光器腔面处镀膜和隔热结构双重作用下，能够有效防止COD产生，提高激光器的使用寿命。
半导体激光器 灾变性光学损伤 镀膜 隔热结构 semiconductor laser COD coating thermal insulation structure
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 100049
激光器腔面灾变性光学损伤对大功率半导体激光器的最大输出功率和可靠性有很大的负面影响, 是激光器突然失效的主要机制。如何克服腔面灾变性光学损伤, 从而获得高性能的大功率半导体激光器成为重要的研究课题。文章首先对腔面灾变性光学损伤的研究历程进行了简要介绍, 随后论述了腔面灾变损伤的物理机制及热动力学过程, 最后从技术原理、方法、优缺点、改进方法、研究进展及应用现状的角度, 逐一对各种抑制腔面灾变损伤的方法进行了归纳和总结。
大功率半导体激光器 腔面灾变性光学损伤 输出功率 可靠性 high-power diode lasers catastrophic optical mirror damage output power reliability
1 司法文明协同创新中心, 北京 100088
2 证据科学教育部重点实验室, 中国政法大学, 北京 100088
3 中国科学研究院半导体研究所，北京 100083
介绍了高功率980 nm 脊型波导半导体激光器的设计及制造。为了减少腔面处的光功率密度，设计了宽波导结构。利用常规工艺获得了最大500 mW 输出的器件，同时灾变光学损伤阈值达到了560 mW。
激光器 980 nm 半导体激光器 可靠性 宽波导 灾变性光学损伤 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 091404
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室， 吉林 长春 130022
为提高940 nm半导体激光器抗灾变性光学损伤(COD)能力，采用无杂质空位量子阱混杂技术制备了带有无吸收窗口的940 nm GaInP/GaAsP/GaInAs半导体激光器。借助光致发光光谱分析了退火温度和介质膜厚度对GaInP/GaAsP/GaInAs单量子阱混杂的影响；通过电化学电容电压(EC-V)方法检测了经高温退火后激光器外延片的掺杂浓度分布的变化情况。实验发现，在875 ℃快速热退火条件下，带有磁控溅射法制备的200 nm厚的SiO2盖层样品发生蓝移达29.8 nm，而电子束蒸发法制备的200 nm厚TiO2样品在相同退火条件下蓝移量仅为4.3 nm。两种方法分别对蓝移起到很好的促进和抑制作用。将优化后的条件用于带有窗口结构的激光器器件制备，其抗COD能力提高了1.6倍。
激光器 非吸收窗口 无杂质空位诱导 灾变性光学损伤 量子阱混杂
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春130022
提出了一种新的半导体激光器增透膜——AlN膜，并用matlab软件模拟分析了不同腔面反射率对激光器输出功率的影响，得到激光器最大输出功率时前后腔面的反射率的最佳值。采用反应磁控溅射技术，利用高纯铝靶(99.999％)和N2+Ar的混合气体在K9玻璃基片上沉积了AlN薄膜。利用Filmetrics系统对薄膜进行光学性能测试，分析了不同工艺参数对薄膜沉积速率和折射率的影响。将最优条件下制得的AlN单层增透膜用于半导体激光器上，光学灾变损伤阈值和器件输出功率都得到了很大的提高。
增透膜 折射率 溅射 灾变性光学损伤 AR film refractivity sputtering COD
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室,吉林,长春,130033
采用等离子体辅助电子束蒸发方法在808 nm大功率量子阱半导体激光器腔面设计镀制了HfO2/SiO2系前后腔面膜.用直接测量法测量并比较了各种常用膜系的相对损伤阈值.增透膜的反射率为12.2%,高反膜的反射率为97.9%.对于100 μm条宽、1000 μm腔长的条形结构通过器件测量结果是出光功率提高79%、外微分量子效率提高80%、功率效率由没镀膜之前的22.2%提高到镀膜之后的39.8%.
半导体激光器 等离子体辅助电子束蒸发 高反膜 增透膜 灾变性光学损伤 Semiconductor laser Plasma assisted electron beem deposition AR coating HR coating Output efficiency Catastrophic optical damage
