고출력, 고효율 808nm 반도체 레이저에 대해 무엇을 알고 있습니까?

고출력808nm 반도체 레이저펌핑 고체 레이저(Nd:YAG)는 첨단 제조, 의료 미용, 항공우주, 레이저 디스플레이 및 기타 분야에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 이러한 응용 분야에서는 반도체 레이저의 소형화 및 경량화가 요구되는 경우가 많으며, 반도체 레이저의 전광 변환 효율을 향상시키는 것이 전체 레이저 시스템의 에너지 소비, 부피 및 중량을 줄이는 가장 효과적인 기술 방법입니다. 고효율 반도체 레이저 연구는 현재 국내외에서 뜨거운 연구 방향이다. 2016년 독일은 최근 200-220K의 낮은 온도 범위에서 1.6kW 이상의 단일 막대 피크 전력과 80% 이상의 전기 광학 변환 효율을 달성하기 위해 Crolaser 프로그램을 제안했습니다. 2015년 Yamagata et al. 최적화된 광학 제한 요소를 가진 새로운 915nm ADCH(asymmetric decoupled confinement heterostructure) 구조를 보고했습니다. 2014년 Pietvzak et al. [6]은 90 µm의 스트립 폭, 5개의 발광 도트, 55 W 출력 및 69%의 최대 효율을 가진 915 nm 반도체 레이저 어레이를 보고했습니다.

2013에서 Crump et al. 반도체 레이저의 전기광학 변환 효율을 제한하는 일련의 요인들을 분석하고 실험을 통해 검증된 EDAS(Extreme Double Asymmetric Waveguide Structure)를 제안했다. 2012년 Lauer 등은 실온에서 976nm 단일 튜브의 최대 전기광학 변환 효율이 76%라고 보고했습니다. 2010년 Cao 등은 808nm 50W의 막대가 도파관 및 클래딩 구조를 최적화하여 67%의 전기광학 변환 효율을 달성했다고 보고했습니다. 그러나 시험 온도는 5ºC 정도로 낮았고 실온 25ºC에서는 효율이 64%로 감소했습니다. 2007년 Hulsewede et al. 808nm 마이크로 채널 냉각 반도체 레이저 어레이, 1.5mm 캐비티 길이, 20% 충진 계수 및 90W의 연속 출력 전력이 보고되었습니다. 25ºC 65%에서 최대 전기 광학 변환 효율. 같은 해 Peters et al. 상온에서 100W 976nm 마이크로 채널 냉각 반도체 레이저 어레이의 최고 전기 광학 변환 효율은 76%였으며, 이는 976nm 반도체 레이저 어레이의 실온에서 보고된 최고 효율이었습니다. Crumpet al. 다른 온도에서 810nm 반도체 레이저 어레이의 출력 특성, 23ºC에서 62%의 최고 전기광학 변환 효율, 그리고 장치는 70ºC에서 여전히 작동할 수 있다고 보고했습니다. 1999년에 Wang et al. MBE에 의해 성장된 808nm 단일 튜브 반도체 레이저는 0.75cm-1의 매우 낮은 공동 내 손실과 65.5%의 최대 효율을 달성했다고 보고했습니다. 중국은 또한 808nm의 고효율에서 약간의 진전을 이루었습니다.

GAAS 기반의 반도체 물질은 808nm의 레이저 파장에서 일정한 광 흡수를 갖기 때문에 808nm 장치의 전기광학 변환 효율은 976nm보다 약 5% -10% 낮고 효율은 808nm 반도체 레이저 어레이의 일반적으로 50%-55%이며 실험실에서 가장 좋은 수준은 약 65%입니다. 재료 선택에서 알루미늄 함유 재료(AlGaAs)는 높은 전기 및 열 전도성을 가지며 구성 요소 구배 및 도핑 제어를 통해 낮은 직렬 저항 및 열 저항을 달성하기 쉽고 AlGaAs 기반 재료 에피택시 성장 프로세스는 성숙하고 신뢰할 수 있습니다. , 따라서 808nm의 높은 전기광학 변환 효율을 달성하는 데 가장 이상적인 재료입니다. 본 논문은 반도체 레이저의 전광 변환 효율을 제한하는 요인에 대한 분석을 바탕으로 비대칭 광폭 도파관 구조를 설계하고, P형 도파관 층과 클래딩의 구조와 도핑을 최적화하고, 공동. 동시에 낮은 결함 및 낮은 스트레스 장치 준비 기술과 결합하여 808nm 반도체 레이저 어레이의 고효율 출력을 실현합니다.

P형 도파관과 클래딩의 광흡수 손실을 대칭형과 비대칭형 광폭 도파관 구조를 비교하여 연구하였다. P형 도파관과 클래딩의 총 광흡수 손실은 1.77cm-1이며, 그 중 P형 도파관 손실은 0.56cm-1이고 P형 클래딩 손실은 {{1{{ 15}}}}.81 cm−1로 전체 손실의 77%를 차지합니다. 비대칭 광역 도파관 구조를 최적화하고 P형 도파관 층의 두께와 조성을 최적화함으로써 비대칭 도파관 구조의 광흡수 손실을 최적화 후 0.63 cm-1로 감소시키고, P- 유형 도파관 층 손실은 0.15cm-1입니다.

P형 클래딩 손실은 0.05cm−1로 전체 손실의 32%를 차지합니다. 최적화된 에피택셜 구조를 사용하여 808nm 반도체 레이저 어레이의 고출력 및 고효율 출력을 구현합니다. 상온 25ºC에서 주입전류 135A, 작동전압 1.76V일 때 출력 광출력은 150W 이상, 주입전류 100A일 때 열포화 현상이 없어 가장 높은 전자 -광변환 효율은 65.5%로 중국에서 보고된 808nm 반도체 레이저 어레이 중 최고 효율이다.

808nm 반도체 레이저 적용r

반도체 레이저는 넓은 파장 범위, 간단한 생산, 저렴한 비용, 대량 생산의 용이성 및 작은 크기, 경량, 긴 수명으로 인해 레이저 클래스의 빠른 발전과 함께 더 일찍 성숙합니다. H는 300가지 이상의 종류가 있으며 반도체 레이저의 가장 중요한 응용 분야는 Gb 도시 네트워크입니다. 반도체 레이저의 적용 범위는 광전자공학 전 분야를 포괄하며 오늘날 광전자공학 과학의 핵심 기술이 되었습니다. 레이저 범위, 레이저 레이더, 레이저 통신, 레이저 아날로그 무기, 레이저 경고, 레이저 유도 및 추적, 점화 및 폭발, 자동 제어, 탐지 장비 등의 반도체 레이저.

국수는 널리 사용되고 광범위한 시장을 형성했습니다. 808nm 반도체 레이저는 정밀 기계 부품의 레이저 가공에 중요한 응용 분야를 가지고 있으며 고체 레이저를 위한 가장 이상적이고 효율적인 펌핑 광원이 됩니다. 고효율, 고신뢰성 및 소형화 이점으로 인해 고체 레이저는 지속적으로 업데이트되었습니다.

인쇄 산업 및 의료 분야에서 808nm 반도체 레이저는 응용 분야도 있습니다. 또한 808nm 반도체 레이저는 CD 플레이어, DVD 시스템과 같은 광 디스크 시스템에 널리 사용되어 왔으며 광 디스크, 프린터 및 디스플레이의 고밀도 광 메모리 가시 표면 방출 레이저는 매우 중요한 응용 분야입니다. 808nm 반도체 레이저는 자기장을 바꾸거나 전류를 조절함으로써 파장 튜닝이 가능하고 매우 좁은 선폭의 레이저 출력을 얻을 수 있기 때문에 반도체 레이저는 고해상도 스펙트럼 연구에 사용될 수 있다. 튜닝된 레이저는 물질 구조에 대한 심층 연구에서 레이저 분광법의 급속한 발전을 위한 중요한 도구입니다. 고출력 중적외선(3.51m)LD는 적외선 대책, 적외선 조명, LiDAR, 대기 창, 자유 공간 통신, 대기 감시 및 화학 분광법에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.

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