准连续 17 kW 808 nm GaAs Al GaAs 叠层 激光二极管列阵
激光二极管几种不同结构介绍
激光二极管几种不同结构介绍一、Fabry-Perot（FP）结构激光二极管：Fabry-Perot激光二极管是最普遍、最常用的类型。
它的结构包括波导、吸收区和激光腔。
通过注入电流，波导区产生的激子会在吸收区中产生激射作用，从而产生激光。
FP激光二极管具有波长调谐范围广、功率稳定性好等优点，适用于光通信、激光打印等领域。
二、Distributed Feedback（DFB）结构激光二极管：DFB激光二极管是一种具有周期性反射结构的激光器件。
它的结构中包含有一段布拉格光栅。
光在布拉格光栅中经过多次反射，产生了反馈效应，使得激光波长处于布拉格光栅中的反射波长。
DFB激光二极管具有单模输出、非常窄的光谱线宽等优点，适用于高速光通信、高密度光存储等领域。
三、Vertical Cavity Surface Emitting Laser（VCSEL）结构激光二极管：VCSEL激光二极管是一种垂直发射的激光器件。
它的结构中包含有上下两个反射镜，光从结构的顶部垂直发射出来。
相比于FP和DFB激光二极管，VCSEL激光二极管具有光束质量好、耦合效率高等优点。
它广泛应用于光通信、传感、光存储等领域。
四、Quantum Cascade（QC）结构激光二极管：QC激光二极管是一种基于量子级联效应的激光器件。
它的结构中包含多个量子阱，每个量子阱产生的激光能够激发下一个量子阱产生新的激光，从而实现级联激发。
QC激光二极管具有宽波长范围、较高的功率和较低的阈值电流等优点，适用于红外激光通信、气体传感等领域。
五、Ridge-waveguide（RW）结构激光二极管：RW激光二极管是一种具有小波导宽度的激光器件。
通过减小波导宽度，可以增加光场的强度和模式对抗，从而获得单模输出。
RW激光二极管具有小巧、高效、低阈值电流等优点，适用于光通信、激光打印等领域。
六、Tapered Amplified（TA）结构激光二极管：TA激光二极管是一种具有渐变结构的激光器件。
带有腔面非注入区的大功率808nmGaAsAlGaAs激光二极管列阵
带有腔面非注入区的大功率808nm gaAS/AlgaAS激光二极管列阵!方高瞻"肖建伟马骁宇谭满清刘宗顺刘素平冯小明（中国科学院半导体研究所国家光电子器件工程研究中心北京100083）摘要报导了带有腔面非注入区的808nm gaAS/AlgaAS激光二极管列阵的制作过程和测试结果。
在器件前后腔面处引入25#m非注入区，填充密度为17%的1cm激光二极管列阵最高连续输出功率达87W，热沉温度是25C，抗COD能力比没有非注入区的激光二极管列阵高40%。
器件在连续15W下恒功老化，工作寿命超过50001。
关键词激光二极管列阵，非注入区，COD，gaAS/AlgaAS0引言大功率808nm gaAS/AlgaAS激光二极管列阵广泛用于泵浦Nd1YAg固体激光器，作为泵浦源，高功率、长寿命、高可靠性是器件得以实用化的前提，限制最大输出功率和影响寿命与可靠性的因素有很多，其中之一是腔面光灾变损伤（COD）［1，2］。
COD的产生是由于激光二极管腔面处存在表面态或界面态，这些都是非辐射复合中心，它们的存在会引起腔面处温度升高，使得腔面处材料带隙收缩，从而加剧光子吸收，反过来又使腔面温度进一步升高。
当输出功率大到某一程度时，使这一过程进入恶性循环，最终导致腔面不可恢复性的破坏。
提高腔面抗COD能力的方法有很多，主要分三大类：第一，减少腔面处由表面态或界面态而形成的非辐射复合中心的密度，采取的方法有真空解理真空镀膜、腔面钝化等［5］，缺点是需要比较复杂的真空解理技术，设备昂贵，器件成本高；第二，减少腔面处的光子吸收，通过量子阱无序或扩散等方法［3，4］，使腔面处有源区材料的带隙加宽，形成无吸收镜面的窗口结构，从而减少腔面的光子吸收，缺点是工艺过程复杂，难以控制；第三，采用全无Al或有源区无Al材料替代gaAS/AlgaAS材料［6，7］，对于gaAS/AlgaAS激光二极管，由于Al的存在，腔面极易被氧化，氧化引入腔面界面态，加剧非辐射复合，无Al材料有很小的面氧化速率，又没有暗线缺陷生长问题，所以无Al材料激光二极管有很高的抗COD的能力，缺点是难以得到高质量的材料。
aigaas双异质结激光器和高辐射发光管
Aigaas双异质结激光器和高辐射发光管一、简介1. Aigaas双异质结激光器和高辐射发光管是当今光电子领域的重要研究对象之一，它们是半导体激光器和发光管的一种新型材料和结构，具有较高的性能和潜在的应用前景。
2. Aigaas双异质结激光器是由AlGaAs（铝镓砷）材料制成的，在AlGaAs 材料上 Epitaxial grow 一层 GaAs（砷化镓）而得到的一种激光器。
高辐射发光管则是利用 AlGaAs 材料的发光性质进行设计制造的一种光电器件。
3. 本文将对Aigaas双异质结激光器和高辐射发光管的结构、工作原理和应用前景进行详细介绍和分析。
二、Aigaas双异质结激光器1. 结构和材料Aigaas双异质结激光器是一种双异质结激光器，其结构由P型AlGaAs、N型AlGaAs和GaAs构成。
P型AlGaAs和N型AlGaAs 材料的不同掺杂浓度和类型的组合以及不同材料的异质结相互作用，形成了激光器发光所必需的电子空穴寿命差异。
这样的结构使得激光器可以实现高效率的光发射。
2. 工作原理Aigaas双异质结激光器的激发工作原理是通过直接注入载流子，在激发载流子后，它们在激光器的活性层中发生辐射再结合。
当激光器结构和制备工艺为激光起作用提供了适当的条件时，即可获得Aigaas双异质结激光器的饱和放大和增益。
3. 应用前景Aigaas双异质结激光器具有结构简单，结晶质量好、效率高、波长固定等优点，因此在光通信、光存储、光信息处理、医疗器械、生物检测等方面具有潜在的重要应用前景。
三、高辐射发光管1. 结构和材料高辐射发光管是一种以 AlGaAs 为主要材料的发光管，其结构由P型AlGaAs和N型AlGaAs构成。
P型AlGaAs和N型AlGaAs材料的不同掺杂浓度组合形成了高辐射发光管的发光层和电极结构。
2. 工作原理高辐射发光管的工作原理是通过电子和空穴在高辐射发光管的 GaAs 层中复合发射光子，从而产生可见光。
808nm连续激光二极管
≤2500 808±3 ≤3.0 ≤2.0
≤3300 808±3 ≤3.0 ≤2.0
≤5000 808±3 ≤3.0 ≤2.0
有效发光 面积
50×1
50×1
80×1
100×1
100×1
100×1
光 束 发 散 deg.
9×35
9×35
9×35
9×35
9×35
9×35
∥×θ⊥ 工作温度 Top 斜度效率
D
℃
mW/m A
–10～50 ≥1.1
–10～50 ≥1.1
–10～50 ≥1.1
–10～50 ≥1.1
–10～50 ≥1.1
–10～50 ≥1.1
封装形式
TO-18
C-mount
C-mount/TO-3 C-mount
C-mount
Cmount
寿命
hr
≥10000
MTBF
≥10000
≥10000
≥10000
9×35
10×45
10×45
10～40
10～40
–10～50
–10～50
≥0.85
≥0.85
≥0.7
≥0.7
封装形式
TO-18
C-mount/TO-3 C-mount/TO-3 TO-18
TO-18
寿命
hr
≥10000
MTBF
≥Hale Waihona Puke 0000≥10000≥10000
≥10000
半导体激光器使用注意事项 1.激光有害，尤其要注意保护眼睛，激光器工作时，避免激光直射眼睛。 2.器件需要合适的驱动电源，瞬时反向电流反向电压不能超过极限值，否则会损 坏器件。 3.器件应当存放或工作于干燥环境，以防止结露，结露会损坏器件。 4.器件需要充分散热或在制冷条件下使用，在较高温度下工作，会增大阈值电流， 降低转换效率，加速器件的老化。 5.输出功率高于指定参数工作，会加速器件老化，减少寿命，甚至损坏器件。 6.本产品属于静电敏感器件，应按照 ESD 防护进行使用和贮存。
激光二极管的结构及性能特点
激光二极管的结构及性能特点激光二极管（Laser Diode）是一种能够通过电的输送产生激光的半导体器件。
它由三个主要部分组成：P型区、N型区和激光介质。
其中，P型区和N型区之间的结构形成了PN结。
本文将从结构和性能特点两个方面对激光二极管进行详细介绍。
结构：P-N结是激光二极管的核心结构，它使得电流可以从P区流向N区。
当电流通过PN结时，PN结的半导体材料内部会发生注入运输、电子与空穴复合等过程。
通过这些过程，在激光介质中产生光子的辐射，从而形成激光。
另外，激光二极管还包括调制和发射部件。
调制部件主要用于控制电流的大小和频率，以控制激光的色散。
发射部件则起到聚焦和反射激光的作用，使其能够尽可能地聚焦到一个小的点。
性能特点：1.体积小：激光二极管的最大特点是其体积小。
一般的激光二极管的直径只有几毫米，长度为几毫米至几十毫米不等。
因此，它可轻松集成在各种设备中，广泛应用于通信、医疗、制造等领域。
2.功耗低：激光二极管的功率消耗很低。
根据不同类型的激光二极管，其工作电流可在几毫瓦到几十毫安之间。
功耗低的特点使得激光二极管广泛应用于便携式和无线设备中。
3.发射效率高：激光二极管的发射效率非常高。
在一些高效的激光二极管中，光电转换效率可以超过50%。
这使得激光二极管成为实现高亮度和高效激光输出的理想选择。
4.工作波长范围广：激光二极管工作波长范围广泛，从几纳米到几微米不等。
不同材料和工艺的激光二极管可以实现不同的波长输出，可满足不同应用的需求。
5.调制速度快：激光二极管的调制速度非常快，可以在纳秒级的速度内调制激光的开关，使其具有很高的应用潜力。
这种调制速度快的特点使得激光二极管成为高速通信领域的重要组成部分。
总结：激光二极管作为一种重要的光电子器件，具有体积小、功耗低、发射效率高、工作波长范围广和调制速度快等特点。
这些特点使得激光二极管在通信、医疗、制造等领域有着广泛的应用前景。
未来，激光二极管将会随着技术的发展和突破，继续实现其在各个领域的创新和应用。
激光二极管的种类讲解
激光二极管的种类讲解激光二极管（Laser Diode）是一种将电能转化为激光能量的半导体器件。
它具有小体积、低成本、高效率和长寿命等优点，广泛应用于通信、医疗、工业和科研领域。
根据不同的工作原理和结构设计，激光二极管可分为以下几种类型。
1. 光电流二极管（Photodiode Laser）光电流二极管是一种将光信号转化为电信号的器件，常用于光通信和光测量等应用。
它的结构类似于普通的二极管，但特殊的材料和工艺使其能够在光照下产生电流。
光电流二极管可应用于光电转换、光电检测、光电控制等领域。
2. 共振腔二极管（Resonant Cavity Laser Diode）共振腔二极管是一种在半导体材料内部形成谐振结构的激光二极管。
它通过在半导体层之间插入一层高折射率材料形成共振腔，从而实现光的共振放大，提高激光输出功率和光束质量。
共振腔二极管广泛应用于光纤通信、激光打印和激光雷达等领域。
3. 超晶格二极管（Superlattice Laser Diode）超晶格二极管是一种利用半导体材料的超晶格结构实现激光增强的器件。
超晶格结构是由若干个周期性交替排列的亚晶层（sub-layers）组成的，具有调控能带结构的能力。
超晶格二极管由于其较小的突破电压和较高的散射效应，被广泛应用于高速通信和微波光电子学等领域。
4. 高斯模式二极管（Gaussian Mode Laser Diode）高斯模式二极管是一种结构紧凑、输出光束质量高的激光二极管。
它采用高斯光束的波前调控技术，将横向模式形成在较小的发光区域内，从而获得更好的模式控制和光束品质。
高斯模式二极管适用于需要高功率和高光束质量的激光应用，如激光制造和激光雷达。
5. 大功率二极管（High Power Laser Diode）大功率二极管是一种输出功率较高的激光二极管。
它通过优化器件结构和工艺流程，提高发光效率和散热性能，从而实现高功率输出。
大功率二极管广泛应用于激光切割、激光焊接和激光打标等领域，满足对高功率激光的需求。
GAAs工艺技术
GAAs工艺技术GAAs（Gate-All-Around Silicon）是一种新型的MOSFET（金属半导体场效应晶体管）结构，具有更好的电性能和功耗优势。
它是在传统的FinFET（鳍式场效应晶体管）基础上进行了改进，通过将栅极包覆在四周，从而提供更好的电子流通道控制能力。
本文将介绍GAAs工艺技术。
GAAs工艺技术主要有以下几个关键步骤：材料准备、器件结构设计、制备工艺控制和后续加工处理。
首先是材料准备。
GAAs器件主要由硅基底和复合材料组成。
硅基底是电子器件的底层，用于提供基本的机械支撑和电学特性。
复合材料主要包括介电层、栅极材料和源漏极材料。
介电层用于隔离栅极和源漏极，栅极材料具有高电导性和良好的电性能，源漏极材料是电子流通的通道。
这些材料需要经过特殊制备，以满足GAAs器件的要求。
接下来是器件结构设计。
GAAs采用了全封装的栅极结构，即栅极包覆在电子流通道的四周，实现了对电子流的更好控制。
这种结构可以大大提高器件的电导率和功率特性。
同时，GAAs还采用了多层结构，以增加电流的通量和电子的迁移速度。
制备工艺控制是GAAs工艺技术的重要环节。
制备过程主要包括材料沉积、图案化、刻蚀、清洗和退火等步骤。
其中，材料沉积需要对各个层次的材料进行选择性沉积，以确保每个材料的性能和质量。
图案化是利用光刻技术将器件的结构图案化在硅基底上。
刻蚀是通过化学反应或物理方法将多余的材料去除，形成所需的结构。
清洗是将杂质和残留物从器件表面除去。
退火是通过高温处理，使器件的材料重新结晶并提高结构的稳定性。
最后是后续加工处理。
GAAs器件在制备完成后，需要进行测试和封装，以验证其电性能和可靠性。
测试主要包括I-V曲线测量、容积介电常数测试和温度特性测试等。
封装是将器件封装到封装盒中，以保护器件和提供外部引脚连接。
封装过程中需要进行焊接、封胶和测试等步骤。
总之，GAAs工艺技术是一种先进的MOSFET制备技术，具有更好的电性能和功耗优势。
激光二极管的种类讲解
激光二极管的种类讲解激光二极管（Laser Diode），是一种能够通过PN结的注入电流来产生激光输出的电子器件。
激光二极管具有小巧、高效、低功耗和低成本等优点，被广泛应用于通信、医疗、材料加工、显示和光电子技术等领域。
根据结构和工作原理的不同，激光二极管可以分为辐射模式、发射模式和其他特殊类型等多种种类。
首先，辐射模式的激光二极管是最常见也是最基本的类型之一、它由两个具有不同禁带宽度的半导体材料构成，其中n区（富集区）被注入电子，而p区（耗尽区）被注入空穴。
当电流通过二极管时，载流子注入n-p结，激发原子与空穴和电子之间的相互作用，从而产生光辐射。
辐射模式的激光二极管通常以反射式或折射式二极管为基础，其激光辐射方向垂直于PN结的表面。
辐射模式的激光二极管适用于通信、显示和光电子技术等领域。
其次，发射模式的激光二极管是一种具有特殊设计结构的激光器件。
它通过在辐射模式激光二极管的PN结上添加透明的导电氧化物层，形成一个光学腔，改变了激光辐射模式。
发射模式激光二极管通常采用面发射和边发射两种形式。
面发射激光二极管的激光输出垂直于PN结的表面，适用于光纤通信、雷达和材料加工等领域。
边发射激光二极管的激光输出平行于PN结的表面，适用于高密度光存储和显著技术等领域。
除了辐射模式和发射模式之外，还有其他特殊类型的激光二极管。
例如，垂直腔面发射激光二极管（VCSEL），是一种具有垂直结构的发射模式激光二极管。
它通过垂直振荡模式来产生激光输出，具有短脉冲时间、高调制速度和低功耗等特点。
VCSEL广泛应用于光纤通信、传感器和光电存储等领域。
此外，还有单量子阱和多量子阱激光二极管。
单量子阱激光二极管是指只有一个半导体材料薄膜用于激发光辐射的器件。
多量子阱激光二极管是指在n-p结上堆叠多个带隙不同的半导体材料薄膜，以增强激发效果。
单量子阱激光二极管和多量子阱激光二极管具有高温工作、高功率输出和窄线宽等特点，适用于光纤通信、材料加工和激光雷达等领域。
激光二极管工作原理
激光二极管工作原理
激光二极管也被称为LD（Laser Diode），是一种将电能直接转换成光能的半导体器件。
激光二极管的工作原理是基于半导体的PN结构。
PN结是由n型半导体和p型半导体构成的结构，在PN结的交界处，出现了电子和空穴的复合现象，形成了发光。
当在激光二极管的PN结上加上适当的正向电压时，电子从n型材
料向p型材料移动，空穴从p型材料向n型材料移动，它们在PN结区
域相遇并发生复合。
这个过程中产生了能量差，能量差被释放成了光
的形式，形成了发光效应。
由于激光二极管结构的特点，发光具有一定的方向性和单色性。
不同于普通的LED灯发光范围非常广泛，而且激光二极管发光波长也
非常窄，因此激光二极管可以产生纯净、强大的光束，广泛应用于激
光打印机、激光扫描仪、光通信、医疗设备、实验室、工业检测和军
事等领域。
在使用激光二极管时，需要注意保持结构完好，避免其受激光器
结构损坏和外界影响。
此外，操作时要监测电流和电压，确保工作在
合适的工作范围内，从而能够提高激光二极管的寿命和效率。
激光二极管的工作原理是极其重要的，深入理解这个原理，能够
更好地应用激光二极管，从而创造更多的应用领域和创新应用。
激光二极管的应用原理
激光二极管的应用原理什么是激光二极管？激光二极管（Laser Diode）是一种特殊的二极管，具有放大、调制和发射激光的能力。
它是一种半导体器件，通常由GaN（氮化镓）或InP（磷化铟）材料制成。
激光二极管是当前最常见和广泛应用的激光器件之一，其应用范围非常广泛。
激光二极管的工作原理激光二极管的工作原理主要涉及电子激发和受激辐射的过程。
1.电子激发过程当在激光二极管的p-n结中施加正电压时，电流会从p区域流向n 区域，形成一个电流流动的闭环。
正电压作用下，能够在p-n结的空穴区域形成空穴，而在n区域形成电子。
当这些载流子（电子和空穴）在p-n结的空穴区域和电子区域结合时，就会释放出能量。
2.受激辐射过程当上述的载流子在p-n结中结合时，他们所释放出的能量将以光的形式释放出来。
这种光是具有相干性的激光，具有高度的定向性和单色性。
激光二极管的应用激光二极管在许多领域中得到广泛应用，以下是一些常见的应用领域：1.通信激光二极管在光通信中具有重要的应用。
它可以用作高速数据传输的发射器和接收器，如光纤通信和无线通信系统。
其高速、高效、稳定的特性使其成为现代通信技术中不可或缺的一部分。
2.医疗激光二极管在医疗领域中被广泛使用。
它可以用于手术切割、激光疗法、眼科手术、牙科治疗等。
其高能量和高精度的输出使其成为手术和治疗过程中的理想工具。
此外，激光二极管还可以用于激光扫描显微镜、血液分析仪等医疗设备。
3.激光打印激光二极管也被广泛应用于激光打印机中。
激光二极管发射的激光束可以快速精确地扫描打印机的光敏感感光鼓上的像素点，从而在打印纸上生成图像或文字。
与传统喷墨打印机相比，激光打印机具有更高的分辨率和打印速度。
4.光存储激光二极管还在光存储领域中发挥重要作用。
它们被用于制造和写入光存储介质，如CD（光盘）、DVD（数字多媒体光盘）和蓝光光盘等。
其高能量激光束可以在光盘表面刻写微小的凹坑，从而存储和读取大量的数据。
激光二极管的工作原理
激光二极管的工作原理激光二极管（Laser Diode）是一种能够产生高强度、高单色性、高方向性激光输出的半导体器件。
它具有体积小、效率高、功耗低、调制速度快等优点，广泛应用于通信、医疗、雷达、显示等众多领域。
其工作原理可以分为电流注入和光放大两个过程。
激光二极管的基本结构由n型和p型半导体材料组成，二者接触处形成一个p-n 结。
当施加正向电压时，电子从n区域向p区域移动，同时空穴从p区域向n 区域移动。
在p-n结内部形成耗尽层，电子和空穴在该区域发生复合，并产生光子。
首先，当电流流过激光二极管时，电流将通过p-n结区域。
该区域具有较高的电子浓度和较低的空穴浓度，电流中的电子将受到p区域中的自由正空穴的吸引力，而空穴则受到n区域中的自由电子的吸引力。
因此，电子和空穴将进入p 区域和n区域，并且在p-n结区域内形成耗尽层。
这个耗尽层是一个电子和空穴几乎等浓度的区域，在低电流时几乎不会发生放电。
而随着电流的增加，耗尽层开始变薄，电子和空穴的浓度开始增加。
在某个电流水平上，当电流足够大时，耗尽层消失，电子和空穴开始发生大量的复合，并且在p-n结区域内产生光子。
这些光子以随机方向散射放出，产生非常弱的自发辐射。
在激光二极管内，有两种不同的能级：导带和价带。
导带中的电子和价带中的空穴之间有一个能隙，叫做带隙能量（Energy Band Gap）。
当电子和空穴在被注入激活的半导体材料中复合时，它们产生的能量以光子的形式释放出来。
对于半导体材料来说，其带隙能量与光子能量之间存在一个对应关系，这意味着只有当电子和空穴的能量之和等于或大于带隙能量时，才会产生与光子能量相等的光子。
为了让激光二极管产生激光输出，还需要在它的光学回路中添加反射镜。
这些反射镜通常是通过在半导体材料的两端添加光学膜或将其中一个边界做成倾斜的形式来实现的。
这些反射镜可以将一部分光子反射回半导体材料中，从而产生光的迅速放大效应，形成激光输出。
808nm 二极管激光发射器的原理
808nm 二极管激光发射器的原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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激光二极管原理
激光二极管原理
激光二极管是一种将电能转化为激光能量的电子元件。
其工作原理基于半导体材料的特性，如p-n结的特征和电子能带结构。
在激光二极管中，通常使用的半导体材料是砷化镓(GaAs)或磷化镓(GaP)。
这些材料由两种不同类型的杂质掺杂而成，一侧
为p型半导体，另一侧为n型半导体。
p-n结的形成使得电子
在这个区域内能够自由移动。
当向激光二极管施加正向电压时，电子从p区域向n区域移动，而空穴则从n区域向p区域移动。
当电子与空穴相遇时，它们会重新结合，产生能量释放。
这种能量释放通过自发辐射而释放出去，从而产生光子。
这些光子在材料中来回反射，并经过光增强，使得它们的能量和相位同步，并最终形成一束高度相干的激光束。
由于反射和光增强过程受到p-n结的形状和材料的选择的控制，因此激光
二极管的波长和功率可以通过合适的设计和控制进行调整。
激光二极管可以在大多数电子设备中找到应用，如激光打印机、光纤通信、生物医学设备等。
由于其小巧、效率高和寿命长的特点，激光二极管已成为现代科技中不可或缺的一部分。
GaAs—GaAlAs单异质结发光二极管
GaAs—GaAlAs单异质结发光二极管
傅灿鑫
【期刊名称】《半导体光电》
【年(卷),期】1980(0)1
【摘要】根据任务的要求,研制了掺 Zn 自扩散 GaAs-GaAlAs 单异质结发光二极管,其典型值:功率P≤1mw(DC 100mA),峰值波长λ_p=8900～9100,谱线半宽
△λ≤350,截止频率f_c≥15MH_2(DC100mA,20mA,M20%)(详见本刊79年第,2期),用透镜封装之后其发散角小于2度,35℃下加速老化试验,可获得4万小时的寿命。
性能指标满足了任务的要求,提供了一定数量的样管,也用于测距和光通信。
【总页数】7页(P11-17)
【关键词】异质结;半导体结;GaAs;发光二极管;结型发光器件;GaAlAs;射频溅射;石墨舟
【作者】傅灿鑫
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN3
【相关文献】
1.GaAs/GaAlAs双异质结脊型波导无间距方向耦合器 [J], 王立军
2.GaAlAs双异质结高亮度红色发光二极管研究 [J], 康晓黎;李锡华
3.GaAs／GaAlAs双异质结光波导开关内带隙的注入载流子感生变化 [J], 王德煌;
王威礼;庄婉如;林雯华
4.高亮度GaAlAs／GaAs双异质结红色发光二极管 [J], 罗海荣
5.大功率无衬底N－GaAlAs／P－GaAs：Si单异质结红外发光二极管 [J], 罗海荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
808nm1WC封装激光器使用说明书
808nm1W激光器应用范围泵源、医疗、目标指示、舞台灯光夜视、红外监控主要特征有源区无铝应变量子阱结构、高效率、长寿命封装形式C-mount封装性能参数（室温下测量）808nm1W—C参数最小值典型值最大值阈值电流（mA）150180输出功率(mW)10001200中心波长λ(nm)805808810工作电流(mA)12001500工作电压(V) 1.85 2.20发散角θ⊥×θ∥(deg)38×6工作温度（℃）2540存储温度（℃）-4080封装形式C-mount典型测试曲线808nm光谱：(功率=1W，温度=25℃)外形尺寸及说明使用注意事项：1.激光二极管发射的激光有可能对人眼造成伤害。
二极管工作时，严禁直接注视其端面。
2.器件需要合适的驱动电源，瞬时反向电流不能超过20μA，反向电压不能超过3V，否则会损坏器件。
激光二极管和电源连接时，电源输出电压应为零；电流调节时应缓慢增加或减少，以免冲击电流损坏器件。
3.器件应当存放干燥环境。
4.在较高温度下工作，会增大阈值电流，降低转换效率，加速器件的老化。
5.输出功率高于指定参数工作，会加速器件老化。
6.器件需要充分散热或在制冷条件下使用，C-mount的温度严格控制在20度以下，保证寿命。
7.本产品属于静电敏感器件，在人体有良好接地的情况下才可拿取，防静电可采用防静电手镯的方法。
8.激光器的输出波长受工作电流与散热的影响，要保持良好散热条件，降低工作时管芯的温度。
2。
可见光激光二极管的开发现状与市场——780nm GaAlAs可见光LD
可见光激光二极管的开发现状与市场——780nm GaAlAs可
见光LD
何兴仁
【期刊名称】《半导体光电》
【年(卷),期】1989(10)3
【摘要】文章主要介绍国外可见光激光二极管(LD)的开发现状,其中包括所用材料、波长、器件结构、工艺、主要性能参数、产销量、价格以及应用领域,并对其发展
趋势做了肤浅的展望。
鉴于内容广泛,资料丰富,故采取分篇介绍。
第一部分介绍780nm 波长的可见光 LD;第二部分则着重于 GaAlAs 大功率可见光 LD;第三部分
介绍600nm 波段四元材料可见光 LD;第四部分介绍整个半导体可见光 LD 的市场情况。
本文介绍其中第一部分。
【总页数】7页(P32-38)
【关键词】激光;二极管;开发现状;市场;激光器
【作者】何兴仁
【作者单位】重庆光电技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.4
【相关文献】
1.可见光波长激光二极管：发射红光的激光二极管将改变未来市场的前景 [J], Dreyf.,J;鲁樱
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文章编号:025827025(2004)0620649205准连续17kW 808nm G aAs/Al G aAs 叠层激光二极管列阵方高瞻,马骁宇,王国宏,谭满清,蓝永生(中国科学院半导体研究所国家光电子器件工程研究中心,北京100083)摘要 高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器。
报道了17kW G aAs/Al G aAs 叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果。
为了提高器件的输出功率,一方面采用宽波导量子阱外延结构,降低腔面光功率密度,提高单个激光条的输出功率,通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD )方法进行材料生长,经过光刻、金属化、镀膜等工艺制备1cm 激光条,填充密度为80%,单个激光条输出功率达100W 以上;另一方面器件采用高密度叠层封装结构,提高器件的总输出功率,实现了160个激光条叠层封装,条间距015mm 。
经测试,器件输出功率达17kW ,峰值波长为80716nm ,谱线宽度为419nm 。
关键词 激光技术;激光二极管列阵;叠层;G aAs/Al G aAs 中图分类号 TN 24814 文献标识码 AQ uasi 2CW 17kW 808nm G aAs/Al G aAs Stack Laser Diode ArraysFAN G Gao 2zhan ,MA Xiao 2yu ,WAN G Guo 2hong ,TAN Man 2qing ,LAN Y ong 2sheng(N ational Engineering Research Center f or Optoelect ronics Devices ,Institute of Semiconductors ,The Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100083,China )Abstract High power 808nm laser diodes are widely used for pumping Nd ∶Y A G solid 2state lasers.In this paper the design ,fabrication and the test results of 17kW G aAs/Al G aAs stack laser diode arrays are reported.In order to achieve higher power ,one of approaches is to use a broad waveguide structure ,which effectively reduces the intensity on the facets and allows for higher output power.The structures were grown by metalorganic chemical vapor deposition.The output power of 100W of 1cm monolithic laser bars with a 80%filled factor has been abtained ;Additionally ,the stack structure was used.The laser diode array comprises 160bars.The pitch of bars is 0.5mm.The output power of 17kW has been abtained.The emitting peak wavelength is 807.6nm and FHWM is 4.9nm.K ey w ords laser technique ;laser diode arrays ;stack ;G aAs/Al G aAs 收稿日期:2003202211;收到修改稿日期:2003205209 作者简介:方高瞻(1971—),男,中国科学院半导体研究所国家光电子器件工程研究中心副研究员,博士,主要从事微电子学与光电子学的研究。
E 2mail :gzfang @1 引 言 大功率808nm 激光二极管列阵的最主要应用是作为固体激光器的抽运源[1～3]。
激光二极管抽运固体激光器(DPL )的应用非常广泛,可用于加工、医疗等民用领域,在军事上的应用尤为突出,可用于测距、指示、制导等,在空间武器和可控热核反应方面的潜力也为许多发达国家所重视。
高功率、长寿命、高可靠性的激光二极管列阵是大功率DPL 得以实用化的前提。
叠层是实现激光二极管列阵器件高功率输出的有效途径,研制高功率叠层列阵有两个关键技术,一是高功率线列阵制备技术,线列阵是叠层列阵的基本单元,通常的长度是1cm ,线列阵的高功率输出是实现叠层列阵的高功率、高密度输出的前提;另外的关键技术是叠层封第31卷 第6期2004年6月中 国 激 光CHIN ESE JOU RNAL OF LASERSVol.31,No.6J une ,2004装技术。
采用宽波导G aAs/Al G aAs 量子阱结构是实现高功率808nm 激光二极管单元器件和线列阵器件的有效方法之一[4,5],实现了100μm 条宽的单元器件输出1012W [6],本文制备了大功率宽波导808nm G aAs/Al G aAs 量子阱激光二极管线列阵,得到了功率达100W 以上的激光输出,通过叠层,实现了功率达17kW 的激光输出。
2 宽波导外延结构 器件采用双阱宽波导量子阱结构,图1是结构的导带示意图。
量子阱的宽度L QW =8nm ,为了避免双阱的耦合,造成阱内奇偶能级差加大,从而降低量子效应,双阱间的垒宽选择为L b =15nm ,这样奇偶能级差非常小(E 1-E 0=0100007eV ,E 3-E 2=010001eV ),可以将它们看成是一个能级,相当于单阱情况。
在阱中,L 能级在Γ以上0124eV ,X 能级在Γ以上0140eV 。
阱深大有利于抑制阱内载流子的泄漏,所以采用Al 组份相对高一点的垒及波导层,X Al =0135,这样Al 0.35G a 0.65As 垒提供了一个大的导带势台阶,Γb -ΓQW =0121eV。
图1宽波导双阱结构的导带示意图Fig.1Conduction band schematic of the double quantum well structure with a broad waveguide宽波导的宽度L WG =900nm ,其组份是Al 0.35G a 0.65As ,整个波导层不掺杂或低掺杂,这是为了保证波导层的低损耗。
P 和N 限制层的宽度L C =700nm ,其组份是Al 0.55G a 0.45As ,X Al =0.55限制层是间接带隙,它的能级与阱的Γ能级比较是:ΓC -ΓQW =0136eV ,L C -ΓQW =0133eV ,X C -ΓQW =0128eV 。
采用传输矩阵法进行数值计算,可以得到这种结构的激光二极管的近场、远场、发散角和光限制因子等参数。
图2是计算结果。
图2(a )是近场分布图,有3个模式:基模、一阶模和二阶模。
它们的光图2G aAs/Al G aAs 宽波导激光二极管光场的计算结果(a )近场分布;(b )远场光强分布Fig.2Calculated results for G aAs/Al G aAs broadwaveguide laser structure(a )near 2field optical mode distribution ;(b )vertical far 2field pattern限制因子分别为31097%,01010173%和112936%,由于一阶模的光限制因子很小,所以一阶模不可能激射。
如何抑制二阶模的激射是问题的关键,做法是尽量减小限制层的厚度,增加二阶模的损耗,但同时不能增加基模的损耗。
在近场图中看出,在限制层的边缘,基模的光振幅几乎降为零,P 面边缘处光振幅为最大振幅的012628%,N 面边缘处光振幅为最大振幅的012626%,也就是说基模泄露到衬底及盖层的光很少,损耗小;一阶模在P 面边缘处的光振幅为最大振幅的212665%,N 面边缘处为最大振幅的-212676%;二阶模在限制边缘处的光振幅很大,P 面和N 面处分别是最大振幅的3814037%和3814007%,很大一部分光将会泄露出去,由于二阶模泄漏损耗很大,所以二阶模也不可能激射。
理论上存在两个高阶模,通过设计,两个高阶模都能被抑制。
图2(b )是光场的远场分布图,基模的远场发散角是3613281°(半峰值全宽度)。
056中 国 激 光 31卷 3 器件制作3.1 外延生长采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法进行外延生长,制作过程如下:衬底n+2G aAs(Si doped,2×1018cm-3),其上是500nm G aAs缓冲层,然后依此是:1)700nm N2Al0.55G a0.45As限制层;2)450nm Al0.35G a0.65As波导层;3)Al G aAs双量子阱;4)450nm Al0.35G a0.65As波导层;5)700nm P2 Al0.55G a0.45As限制层;6)200nm p+2G aAs顶层;7) 20nm p+2G aAs盖层。
通过对X光双晶衍射测量,C2V测量和光荧光特性的测量,对生长温度、掺杂、生长速度等不同工艺条件进行反复试验,使量子阱激光二极管材料满足阈值电流密度、斜率效率等一些参数的要求。
3.2 线列阵制备受到光灾变损伤(COD)阈值功率密度P COD的限制(Al G aAs/G aAs材料的P COD是10MW/ cm2[7]),为了提高1cm长的线列阵的输出功率,又要避免接近COD阈值,提高列阵的填充密度(发光区总长度与线列阵总长度的比值)是很好的方法。
但是填充密度的提高,会使发光单元间相互干扰,注入的载流子很大程度上将耦合到横向光场中,在横向上引发不必要的自发辐射增强甚至激射,降低了光腔方向上的激光模式放大,从而降低器件效率。
因此在进行列阵结构的设计和实现时,必须在横向上对注入载流子及光子进行隔离限制。
通过光刻、腐蚀、氧化物隔离等工艺,形成列阵结构。
列阵结构的填充密度是80%,包括100个发光单元。
采用分段隔离结构实现对发光单元的限制,每10个发光单元为一段,段与段之间有10μm 宽的深隔离区,通过腐蚀的方法破坏深隔离区的波导层,在段内通过微腐蚀,防止注入电流在顶层的重掺杂的欧姆接触层扩展。
将带有列阵结构的外延片金属化,形成p,n面欧姆接触,解理成1cm长的激光条,两端面分别镀上高反膜(>90%)与增透膜(< 5%)。