2018 年，Ｒauch 等［17］研究了 950 nm 寬波導(dǎo)激光器中由光學(xué)反饋和電注入失調(diào)造成的光學(xué)災(zāi)變。通過(guò)對(duì)反饋點(diǎn)的定位( 圖 2) ，使反饋點(diǎn)覆蓋 P 側(cè)高摻雜層，從而最大限度地降低了發(fā)生 COD 的閾值。結(jié)果表明，由于光反饋在激光器前腔面附近的吸收具有很強(qiáng)的局域性，所以產(chǎn)生了低的損傷閾值。
2017 年，德國(guó) Ferdinand-Braun 研究所 Klehr 等［25］研究了脈沖電流下 808 nm 脊波導(dǎo)激光器的光電特性。注入脈沖電流時(shí)，激光器中部分載流子沒(méi)有在有源區(qū)重新復(fù)合，而是在脊波導(dǎo)層中積累; 在脈沖電流結(jié)束時(shí)，電子回流并產(chǎn)生反向電流。研究發(fā)現(xiàn)，低量子效率是由垂直和橫向載流子泄漏引起的，如圖 3 所示。也就是說(shuō)，波導(dǎo)層中電子的積累以及反向電流的產(chǎn)生造成了載流子的泄漏，降低了量子效率。
2017～2018 年，Ｒyvkin 等［28－29］發(fā)現(xiàn)，在重?fù)诫s N 型波導(dǎo)層結(jié)構(gòu)中，可以通過(guò)減小空穴的價(jià)帶吸收減小波導(dǎo)層中的熱積累，抑制半導(dǎo)體激光器在高溫下的光損耗，從而提高激光器的輸出功率。該模型包括電流注入和雙光子吸收效應(yīng)產(chǎn)生的空穴所引起的價(jià)帶吸收效應(yīng)，以及雙光子吸收的直接效應(yīng)。結(jié)果表明，與相同結(jié)構(gòu)下弱摻雜 N 型波導(dǎo)層相比，重?fù)诫s N 型波導(dǎo)層產(chǎn)生的損耗要小得多。因此，重?fù)诫s波導(dǎo)激光器具有較高的輸出功率和光電轉(zhuǎn)換效率。
2019 年，Avrutin 和 Ｒyvkin［39］ 研究了縱向空間燒孔效應(yīng)對(duì)前后腔面反射率高度不對(duì)稱的諧振腔半導(dǎo)體激光器性能的影響，并分析了其對(duì)載流子非輻射復(fù)合的影響。結(jié)果表明，在低注入電流下，縱向空間燒孔效應(yīng)增加了非輻射復(fù)合電流，對(duì)輸出功率影響不大; 但在高注入電流下，縱向空間燒孔效應(yīng)顯著影響激光器的輸出功率。該研究利用縱向空間燒孔影響因子修正了輸出功率函數(shù)表達(dá)式，發(fā)現(xiàn)縱向空間燒孔效應(yīng)可以用輸出損耗與總損耗之比來(lái)估計(jì)。在內(nèi)部損耗遠(yuǎn)小于耦合損耗的前提下，得到了高度不對(duì)稱諧振腔中出光面反射率和縱向空間燒孔影響因子的函數(shù)表達(dá)式，分析估算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果一致，如圖 5 所示。
通過(guò)分析上述 4 種限制輸出功率的因素，未來(lái)可以從以下幾個(gè)方面來(lái)減弱甚至消除它們對(duì)激光器輸出功率的影響: ① 改進(jìn)半導(dǎo)體激光器的芯片外延技術(shù)，改善材料的生長(zhǎng)質(zhì)量，減少材料內(nèi)部缺陷及損耗; ② 優(yōu)化半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，緩解載流子泄漏、縱向空間燒孔效應(yīng)等 問(wèn) 題; ③ 優(yōu) 化 器 件 工 藝。采用腔面處理技術(shù)［51－52］、腔面鈍化工藝等方法提高 COD 損傷閾值。此 外，通過(guò)大通道熱沉、微通道熱沉等工藝增加激光器芯片的散熱，解決由激光器有源區(qū)熱積累引起的器件結(jié)溫升高［53－54］而導(dǎo)致性能和可靠性下降的問(wèn)題，進(jìn)一步提高大功率半導(dǎo)體激光器的輸出功率。
電話：17625309685
傳真：0512-55178880
郵箱：rt_luorui@rt-tec.cn
地址：昆山市開(kāi)發(fā)區(qū)百富路88號(hào)百富商務(wù)花園9號(hào)樓3F
掃描關(guān)注我們