Professionele kennis

Krachtige halfgeleiderlaser

2021-12-13
Halfgeleiderlaserheeft de voordelen van klein formaat, lichtgewicht, hoge elektro-optische conversie-efficiëntie, hoge betrouwbaarheid en een lange levensduur. Het heeft belangrijke toepassingen op het gebied van industriële verwerking, biogeneeskunde en nationale defensie. In 1962 ontwikkelden Amerikaanse wetenschappers met succes de eerste generatie GaAs-injectiehalfgeleiderlaser met homogene structuur. In 1963 kondigden Alferov en anderen van het Yofei Institute of Physics van de voormalige Sovjet Academie van Wetenschappen de succesvolle ontwikkeling aan van een dubbele heterojunctie halfgeleiderlaser. Na de jaren tachtig, als gevolg van de introductie van de energieband-engineeringtheorie, tegelijkertijd de opkomst van nieuwe kristalepitaxiale materiaalgroeiprocessen [zoals moleculaire bundelepitaxie (MBE) en metaalorganische chemische dampafzetting (MOCVD), enz.], kwantumbronlasers bevinden zich op het toneel van de geschiedenis, waardoor de prestaties van het apparaat aanzienlijk worden verbeterd en een hoog vermogen wordt bereikt.
Krachtige halfgeleiderlasers zijn hoofdzakelijk verdeeld in twee structuren: enkele buis en staafstrip. De structuur met één buis neemt meestal het ontwerp van een brede strip en een grote optische holte aan, en vergroot het versterkingsgebied om een ​​hoog vermogen te bereiken en de catastrofale schade aan het holteoppervlak te verminderen; Staafstrookstructuur Het is een parallelle lineaire array van meerdere lasers met één buis, meerdere lasers werken tegelijkertijd en combineren vervolgens bundels en andere middelen om een ​​krachtige laseroutput te bereiken. De originele high-power halfgeleiderlasers worden voornamelijk gebruikt voor het verpompen van solid-state lasers en fiberlasers, met een golfband van 808nm. En 980nm. Met de volwassenheid van nabij-infraroodbandkrachtige halfgeleiderlasereenheidstechnologie en de verlaging van de kosten, zijn de prestaties van volledig solid-state lasers en fiberlasers die daarop zijn gebaseerd voortdurend verbeterd. Het uitgangsvermogen van continue golf met één buis (CW) De 8.1W van het decennium bereikte het niveau van 29.5W, het uitgangsvermogen van de bar CW bereikte het niveau van 1010W en het pulsuitgangsvermogen bereikte het niveau van 2800W, wat sterk bevorderde het toepassingsproces van lasertechnologie in het verwerkingsveld. De kosten van halfgeleiderlasers als pompbron zijn goed voor 1/3~1/2 van de totale solid-state laser, wat overeenkomt met 1/2~2/3 van fiberlasers. Daarom heeft de snelle ontwikkeling van fiberlasers en all-solid-state lasers bijgedragen aan de ontwikkeling van krachtige halfgeleiderlasers.
Met de voortdurende verbetering van de prestaties van halfgeleiderlasers en de voortdurende verlaging van de kosten, is het toepassingsgebied ervan steeds breder geworden. Het bereiken van krachtige halfgeleiderlasers is altijd de voorhoede en hotspot van onderzoek geweest. Om high-power halfgeleiderlaserchips te bereiken, is het noodzakelijk om uit te gaan van de drie aspecten van materiaal, structuur en bescherming van het holteoppervlak:
1) Materiaaltechnologie. Het kan uitgaan van twee aspecten: het verhogen van de gain en het voorkomen van oxidatie. Overeenkomstige technologieën zijn onder meer gespannen kwantumputtechnologie en aluminiumvrije kwantumputtechnologie. 2) Structurele technologie. Om te voorkomen dat de chip bij een hoog uitgangsvermogen doorbrandt, wordt meestal asymmetrisch gebruikt Waveguide-technologie en wide waveguide-technologie met grote optische holte. 3) Technologie voor oppervlaktebescherming van holtes. Om catastrofale optische spiegelschade (COMD) te voorkomen, omvatten de belangrijkste technologieën niet-absorberende holteoppervlaktechnologie, holteoppervlakpassiveringstechnologie en coatingtechnologie. Met verschillende industrieën De ontwikkeling van laserdiodes, of ze nu als pompbron worden gebruikt of direct worden toegepast, stelt hogere eisen aan halfgeleiderlaserlichtbronnen. In het geval van hogere vermogensvereisten, om een ​​hoge straalkwaliteit te behouden, moet een laserstraalcombinatie worden uitgevoerd. Combinatie van halfgeleiderlaserbundels Beam-technologie omvat hoofdzakelijk: conventionele bundelcombinatie (TBC), technologie voor het combineren van dichte golflengten (DWDM), spectrale combinatietechnologie (SBC), technologie voor coherente bundelcombinatie (CBC), enz.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept