1 太原理工大学 材料科学与工程学院, 山西 太原 030024
2 航天科工防御技术研究试验中心, 北京 100854
3 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 山西 太原 030024
4 太原理工大学 轻纺工程学院, 山西 太原 030024
5 陕西科技大学 材料原子·分子科学研究所, 陕西 西安 710021
采用SiLENSe(Simulator of light emitters based on nitride semiconductors)软件仿真研究了AlxInyGa1-x-yN电子阻挡层(EBL)Al组分渐变方式对GaN基激光二极管(LD)光电性能的影响, 实现了提高输出功率和电光转换效率的目的。文中提出的四种Al组分渐变方式分别是传统均匀组分、右阶梯渐变组分(0~0.07~0.16)、三角形渐变组分(0~0.16~0)、左阶梯渐变组分(0.16~0.07~0)。结果表明, 与传统均匀组分EBL结构相比, Al组分阶梯渐变AlxInyGa1-x-yN EBL LD导带底的电子势垒显著提高, 价带顶的空穴势垒降低。这主要是由于该结构能有效抑制电子泄漏和提高空穴注入效率, 从而提高有源区载流子浓度, 进而提高有源区辐射复合效率。当注入电流为0.48 A时, 采用Al组分阶梯渐变AlxInyGa1-x-yN EBL结构能将器件开启电压从5.1 V降至4.9 V, 光学损耗从3.4 cm-1降至3.29 cm-1, 从而使光输出功率从335 mW提高至352 mW, 电光转换效率从12.5%提高至13.4%。此外, 讨论了Al组分阶梯渐变EBL结构对GaN基蓝光LD光电性能的影响机制。该结构设计将为外延生长高功率GaN基LD提供实验数据和理论支撑。
GaN基蓝光激光二极管 电子阻挡层 Al组分 光电性能 GaN-based blue laser diodes electron blocking layer Al composition photoelectric performance
1 长春新产业光电技术有限公司, 吉林 长春 130012
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
设计了蓝光二极管抽运掺镨氟化钇锂(Pr∶YLF)腔内倍频 348.9 nm紫外激光器。激光器采用Z型折叠腔结构,利用45°合光片将抽运功率为1.4 W的444 nm蓝光和抽运功率为1.5 W的469 nm蓝光进行激光二极管合光,并将其作为抽运源,抽运长度为5 mm、掺杂浓度(质量分数)为0.5%的Pr∶YLF晶体。将I类相位匹配的三硼酸锂作为倍频晶体,通过优化谐振腔镜膜系和腔型设计,在抽运功率最大时,获得了最大输出功率为132.2 mW、中心波长为348.9 nm的连续紫外光输出,抽运光到紫外光的光-光转换效率约为4.5%。
激光器 紫外激光器 掺镨氟化钇锂晶体 蓝光激光二极管 中国激光
2018, 45(12): 1201003
报道了蓝光激光二极管(LD)(中心波长约为444 nm)单端纵向抽运掺镨氟化钇锂(Pr3+:YLF)的红光(640 nm)和绿光(522 nm)激光器。用单个棱镜作为抽运光束整形器,实验中红光最高输出功率为308.5 mW,其相应的抽运阈值功率为46 mW,斜率效率为47.5%;绿光这三个指标的值相应分别为193.4 mW、162.3 mW和37.1%。结果表明抽运光的整形提升了红、绿光的输出特性。
激光器 可见光激光器 端面抽运 掺镨氟化钇锂晶体 蓝光激光二极管 中国激光
2013, 40(12): 1202002
报道了蓝光激光二极管抽运的掺镨氟化钇锂(PrYLF)固体绿光激光器。采用长度5 mm、掺杂离子数分数为0.5%的PrYLF晶体作为激光增益介质,在中心波长444 nm的蓝光激光二极管抽运下,获得波长522.4 nm的连续绿光激光输出。应用不同透射率的输出耦合镜研究了激光器的输入输出特性。在吸收抽运光功率530 mW,输出镜透射率为1.9%时获得最大输出功率为90.1 mW,斜效率达到65.3%。
激光器 绿光激光器 掺镨氟化钇锂晶体 蓝光激光二极管 端面抽运 中国激光
2012, 39(12): 1202005