蓝紫色半导体激光器解析讲解

蓝紫色半导体激光器解析
蓝紫色半导体激光器是指振荡波长为410nm左右的半导体激光器。

除了用作蓝光光盘等的光源外，还有望用于照明光源和显示器光源等。

日亚化学工业、索尼、三洋电机以及夏普等已经实现了产品化。

蓝光光盘使用振荡波长405nm的品种。

播放专用的是连续振荡时输出功率为20mW的品种。

用于记录播放用途时，则根据记录速度和记录的盘片层数不同而分别使用不同的品种。

例如，记录速度为标准、盘片层数为一层时，采用脉冲振荡时输出功率为50mW的品
蓝紫色半导体激光器是指振荡波长为410nm左右的半导体激光器。

除了用作蓝光光盘等的光源外，还有望用于照明光源和显示器光源等。

日亚化学工业、索尼、三洋电机以及夏普等已经实现了产品化。

蓝光光盘使用振荡波长405nm的品种。

播放专用的是连续振荡时输出功率为
20mW的品种。

用于记录播放用途时，则根据记录速度和记录的盘片层数不同而分别使用不同的品种。

例如，记录速度为标准、盘片层数为一层时，采用脉冲振荡时输出功率为50mW的品种；记录8倍速、盘片为2层时采用脉冲振荡时的输出功率为240～250mW的品种；记录12倍速、盘片为4层时采用脉冲振荡时输出功率超过400mW的产品等。

蓝紫色半导体激光器作为继DVD之后的新一代光盘的基础部件，从20世纪90年代后期开始，厂商、大学和研究机构等展开了激烈的开发竞争。

首家实现产品化的厂商是走在蓝色LED等GaN类发光元件研发前列的日亚化学工业。

该公司于1999年初开始样品供货蓝紫色半导体激光器，加速了新一代光盘的开发速度。

蓝紫色半导体激光器与蓝色LED等一样，一般采用GaN类半导体材料。

在GaN 底板上层叠GaN类半导体的结晶层。

也有不采用GaN类半导体而利用SHG （Sec on d HarmonicGeneration）技术的方法。

SHG激光器使用光导波型元件将红外半导体激光器输出的光转换成1/2波长的光。

例如，使用850nm的红外半导体激光器，可获得425nm左右的蓝紫色激光。

可在4层蓝光光盘上实现12倍速记录
采用脉冲输出为450mW的半导体激光器，可在4层蓝光光盘上实现12倍速记录。

预计今后蓝光光盘会继续通过盘片的多层化不断实现大容量化。

届时，将需要输出功率高达900mW等的半导体激光器。

可用于白色光源
蓝紫色半导体激光器通过改变其GaN类半导体层的层构造，可改变振荡波长。

例如，将振荡波长延长若干可获得蓝色半导体激光器。

蓝色半导体激光器在显
示器领域可作为激光投影仪的光源。

蓝色光源除可直接使用蓝色半导体激光器外，还可以结合使用蓝色半导体激光器和光纤。

住田光学玻璃开发的组合光纤技术中，光纤内的核心材料可变换蓝色光的波长，令其在光纤内共振生成绿色光和红色光，形成光的三原色。

在照明用途中使用蓝紫色半导体激光器时，与荧光体组合可得到白色光源。

例如，日亚化学工业开发的白色光源，就是将蓝紫色或者蓝色半导体激光器与光纤相结合，将激光器射出的光经由光纤提取到外部的。

在光纤射出的部分涂布荧光体材料进行混色，从而获得白色光。

在包括蓝紫色半导体激光器的GaN类半导体激光器中，目前最引人关注的是绿色半导体激光器的开发。

名为“微型投影仪”的超小型投影仪对绿色半导体激光器有很强的需求。

微型投影仪今后要顺利普及还存在若干课题。

在小型化、低功耗化和削减成本这三项技术课题中，小型化的杀手锏就是激光光源。

与目前主流的LED相比，激光光源射出的光不容易扩散，易于进一步缩小光学系统的尺寸。

但要采用激光光源，与红色和蓝色相比效率低，高价格的绿色激光器则为瓶颈。

目前，因可直接振荡的绿色半导体激光器尚未产品化，所以不得不利用SHG元件转换红外激光的波长，这又成为了小型化和低功耗化的障碍。

但进入2009年后，以住友电气工业成功实现了波长531nm的绿色半导体激光器（采用GaN类半导体）的脉冲振荡为代表，绿色半导体激光器的开发取得了稳步进展。

美国Kaai公司于2010年宣布开发出了波长为523nm的连续振荡绿色半导体激光器。

Kaai公司创始人、因开发蓝色L E D而闻名的美国加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）中村修二教授也是开发团队的一员。

开发绿色半导体激光器，需要改进GaN底板，采用非极性面和半极性面作GaN类结晶成长面等（目前，蓝紫色半导体激光器产品中使用极性面）。