摘要：为了提高低温工作环境下808 nm半导体激光器的输出特性,深入研究了电光转换效率的温度特性。结合载流子泄漏抑制和器件串联电阻的优化考虑,从理论上深入分析了有源区量子阱内的载流子限制现象,提出针对低温工作环境下的势垒高度及相应的量子阱结构设计方法,包括势垒层的材料组分、厚度等重要参数的优化,极大地改善了器件在低温工作环境下的性能。采用优化后的外延结构,制备了腔长2 mm的半导体激光巴条。在工作温度-50℃、注入电流为600 A时,巴条输出功率达到799 W,电光转换效率为71%,斜率效率为1.34 W/A;注入电流为400 A时,器件达到最高电光转换效率73.5%,此时的载流子限制效率约为99%,串联电阻为0.43 mΩ;在-60~60℃温度范围内,中心波长随温度的漂移系数为0.248 nm/℃。

摘要：短波长高性能激光器用途广泛,包括中红外光谱范围在1.9～2.5μm的远距离通信、大气遥感、大气污染检测。然而,满足该性能特点的简洁高效的激光光源尚未利用。在过去几年,主要的进展集中在发展光泵浦(AlGaIn)(AsSb)量子阱半导体碟形激光器上,发射波长为2.xμm的中红外谱区,连续输出功率超过6W,脉冲功率超过16W。此外,单频工作线宽<4MHz,调谐宽度高达170nm,光束质量接近衍射极限。这些优异的性能只有通过高质量的外延生长、合理的器件设计、高效的热处理才能得以实现。

摘要：金刚石微透镜既可以作为输出耦合器又可以充当热沉。垂直外腔面发射激光器（VECSEL）用途广泛，制作简单，波长范围广。光束质量好．不像边发射激光器那样需要光束整形。尽管VECSEL只是平一平谐振腔集成到半导体芯片上的单片结构．但是它有单独的外部输出耦合镜。由于VECSEL的外腔输出镜的光学特性允许把聚焦或波长选择加到谐振腔的设计中，所以它比垂直腔面发射激光器（VCSEL）用途更加广泛。

摘要：本文对Yb∶YAG/YAG复合激光增益介质的侧面泵浦微片固体激光器进行了研究,制作了高光束质量和低波前畸变、输出功率达90W的微片固体激光器,对超薄片式激活介质和透镜形激活介质等几种复合增益介质的新型设计进行了介绍和分析。

摘要：高峰值功率半导体激光阵列在高温工作条件中的应用需求日益凸显,本文以微通道封装的高峰值功率960 nm半导体激光阵列为研究对象,通过精密控温系统测试了其在10~80℃范围内峰值功率、电光转换效率、工作电压和光谱等一系列光电特性,结合理论分析,给出不同温度下电光转化效率的能量损耗分布。结果表明,工作温度从10℃升高到80℃后,电光转化效率从63.95%下降到47.68%,其中载流子泄漏损耗占比从1.93%上升到14.85%,是导致电光转换效率下降的主要因素。该研究对高峰值功率半导体激光器阵列在高温应用和激光芯片设计方面具有重要的指导意义。

摘要：针对高功率半导体激光芯片工作温度升高易引起芯片性能退化和失效问题,首先理论分析了工作温度对内量子效率的影响机理。其次,为量化温度影响芯片稳定性的主要因素,自主搭建高功率半导体激光列阵芯片测试系统,研究15~60℃半导体激光列阵芯片的温度特性,分析了5种能量损耗分布及其随温度的变化趋势。实验结果表明,当温度由15℃升高至60℃,载流子泄漏损耗占比由2.30%急剧上升至11.36%,是造成半导体激光芯片在高温下电光转换效率降低的主要因素。最后进行了外延结构的仿真优化,仿真结果表明,提高波导层Al组分至20%,能有效限制载流子泄漏,平衡Al组分增加带来的串联电阻增大问题,可以获得高效率输出。该研究对高温下半导体激光芯片的设计具有重要的指导意义。

摘要：从M2因子、远场发散角、近场及远场光强分布等方面对大功率底发射半导体激光器光束质量进行研究,分析了不同器件参数对光束质量的影响,为寻找有效改善光束质量的方法提供了依据。设计了一种具有新型排列方式的垂直腔面发射半导体激光(VCSEL)阵列。通过调制阵列中各单元直径以及单元间距,在4 A的工作电流下得到1 kW/cm2的高功率密度和高斯远场分布。与具有相同出光面积的单管器件和4×4二维阵列比较,新型阵列的光谱特性及光束质量均具有优越性。

摘要：A method based on the theory of transfer matrix to design the integrated microlens for the collimation of vertical-cavity surface emitting laser(VCSEL) array is *** integrated microlenses fabricated on the substrate directly and on a certain polymer material which is on the substrate are *** relationships between the radius of curvature,beam waist and the divergence angle after collimation are obtained with the help of *** results show that the devices with the divergence angle of 15°(1/e2) and beam waist of 2 μm can be improved to those with the divergence angle lower than 1°,and the devices with beam waist of 10 μm can be improved to those with the divergence angle lower than 3°,which is a good reference for manufacturing high-power devices with small divergence *** conclusions including increasing the thicknesses of both the substrate and polymer material and reducing the diameter of oxidized layer are drawn,which will be an important guidance for experiment research.