大功率底发射VCSEL出光窗口增透膜的研究

在大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)出光窗口镀制了HfO2增透膜,其透过率达到99.9%。对镀膜材料以及透过率方面进行了比较,介绍了增透膜的制作过程。镀膜后直径为600μm的底发射VCSEL获得了室温连续输出功率为1.63W,功率转换效率提高了6%。

高功率底发射VCSELs的制作与特性研究

研究制作了大面积底发射氧化限制面发射激光器,并分析了器件特性。通过增加有源区面积,改进制作工艺,采用Al2O3作钝化膜和多层复合HfO2作增透膜等方法,提高了激光器输出功率。分析了最大输出功率与有源区直径和注入电流之间的依赖关系。结果表明:有源区直径分别为500μm和600μm的单管,室温下均达到连续输出功率1.95W,这也是目前国际上所实现的单管室温连续输出最高功率;实验所得最大输出功率与有源区直径和注入电流之间的依赖关系与理论计算所得结果一致。并特别讨论了直径200μm的器件的近场和远场光强分布,获得单横模工作。

底发射VCSEL片上点阵结构光投影装置设计

为解决现有点阵结构光投影装置中准直透镜会导致较强的零级衍射而造成投影点阵光强分布不均匀的问题,提出了一种基于底发射垂直腔面发射激光器的片上点阵光投影装置结构,并给出了衍射光学元件设计思路。首先对目标光场进行光强调整和坐标变换,在无准直透镜情况下利用基于瑞利-索末菲衍射积分的Gerchberg-Saxton改进算法获得片上衍射光学元件的相位分布,并最终对该点阵投影装置的投影效果进行评估。结果表明:在衍射光学元件设计过程中采用高斯光束作为光源时,该结构能更好地抑制零级衍射,获得光强分布更加均匀的投影点阵。此外,该结构不仅可省去透镜的安装,减小投影装置尺寸,还可通过流片工艺实现光源和衍射光学元件一体化集成。