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半导体激光器的发展及其应用 4

半导体激光器的发展及其应用 4

因此,量子阱激光器当采用阵列式集成结构时,输出功率则可达到l00w以上.近年来,高功率半导体激光器(特别是阵列器件)飞速发展,已经推出的产品有连续输出功率5W,10W,20W和30W的激光器阵列.脉冲工作的半导体激光器峰值输出功率50w,120W和1500W的阵列也已经商品化.一个4.5cm×9cm的二维阵列,其峰值输出功率已经超过45BW.峰值输出功率为350KW的二维阵列也已间世,从20世纪70年代末开始,半导体激光器明显向着两个方向发展,一类是以传递信息为目的的信息型激光器.另一类是以提高光功率为目的的功率型激光器.在泵浦固体激光器等应用的推动下,高功率半导体激光器(连续输出功率在100以上,脉冲输出功率在5W以上,均可称之谓高功率半导体激光器)在20世纪90年代取得了突破性进展,其标志是半导体激光器的输出功率显著增加,国外千瓦级的高功率半导体激光器已经商品化,国内样品器件输出已达到600W[61.如果从激光波段的被扩展的角度来看,先是红外半导体激光器,接着是670nm红光半导体激光器大量进人应用,接着,波长为650nm,635nm的问世,蓝绿光、蓝光半导体激光器也相继研制成功,l0mw量级的紫光乃至紫外光半导体激光器,也在加紧研制中为适应各种应用而发展起来的半导体激光器还有可调谐半导体激光器,电子束激励半导体激光器以及作为“集成光路”的最好光源的分布反馈激光器(DFB一LD),分布布喇格反射式激光器(DBR一LD)和集成双波导激光器.另外,还有高功率无铝激光器(从半导体激光器中除去铝,以获得更高输出功率,更长寿命和更低造价的管子)、中红外半导体激光器和量子级联激光器等等.其中,可调谐半导体激光器是通过外加的电场、磁场、温度、压力、掺杂盆等改变激光的波长,可以很方便地对输出光束进行调制.分布反馈(DFB)式半导体激光器是伴随光纤通信和集成光学回路的发展而出现的,它于1991年研制成功,分布反馈式半导体激光器完全实现了单纵模运作,在相干技术领域中又开辟了巨大的应用前景它是一种无腔行波激光器,激光振荡是由周期结构(或衍射光栅)形成光藕合提供的,不再由解理面构成的谐振腔来提供反馈,优点是易于获得单模单频输出,容易与纤维光缆、调制器等辆合,特别适宜作集成光路的光源.

    单极性注入的半导体激光器是利用在导带内(或价带内)子能级间的热电子光跃迁以实现受激光发射,自然要使导带和价带内存在子能级或子能带,这就必须采用量子阱结构.单极性注人激光器能获得大的光功率输出,是一种商效率和超商速响应的半导体激光器,并对发展硅基激光器及短波激光器很有利.量子级联激光器的发明大大简化了在中红外到远红外这样宽波长范围内产生特定波长激光的途径.它只用同一种材料,根据层的厚度不同就能得到上述波长范围内的各种波长的激光.同传统半导体激光器相比,这种激光器不需冷却系统,可以在室温下稳定操作.低维(量子线和量子点)激光器的研究发展也很快,日本okayama的GaInAsP/Inp长波长量子线(Qw+)激光器已做到90kCW工作条件下Im  =6A,l=37A/cm2并有很高的量子效率.众多科研单位正在研制自组装量子点(QD)激光器,目前该QDLD已具有了高密度,高均匀性和高发射功率.由于实际需要,半导体激光器的发展主要是围绕着降低阔值电流密度、延长工作寿命、实现室温连续工作,以及获得单模、单频、窄线宽和发展各种不同激射波长的器件进行的.

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