12 W高功率高可靠性915 nm半导体激光器设计与制作

本文设计并制作了一种高效率、高可靠性的915 nm半导体激光器。半导体激光器是光纤激光器的关键部件,为了最大限度地提高器件的电光转换效率,在设计上采用双非对称大光腔波导结构,同时对量子阱结构、波导结构、掺杂以及器件结构进行了系统优化。器件模拟表明,在25℃环境温度下,器件的最高电光转换效率达到67%。采用金属有机气相沉积(MOCVD)法进行材料生长,随后制备了发光区域宽度为95μm、腔长为4.8 mm的激光芯片。测试表明,封装后器件的效率以及其它参数指标达到国际先进水平,在室温下阈值电流为1 A,斜率效率为1.18 W/A,最高电光转换效率达66.5%,输出功率12 W时,电光转换效率达到64.3%,测试结果与器件理论模拟高度吻合。经过约6 000 h的寿命加速测试,器件功率没有出现衰减,表明制作的高功率915 nm激光芯片具有很高的可靠性。

高性能976 nm宽条半导体激光芯片

设计并制作了波长为976nm的宽条大功率半导体激光芯片。采用非对称宽波导外延结构设计及金属有机化学气相外延技术生长了低损耗、高效率的外延材料。制备了190μm发光区宽度、4mm腔长、976nm波长的半导体激光芯片,并将其封装为COS器件。测试结果表明:封装器件在室温下的阈值电流为1.05 A,斜率效率为1.12 W/A,最高电光转换效率可达到68.5%;在40℃、19.5 W功率输出时的电光转换效率可以达到60%;9个器件在40℃和15A电流下老化4740h后,无一失效,而且老化前后的功率-电流曲线和光谱没有变化,证明该激光芯片具极高的稳定性和可靠性。