半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)體量大、輻射和帶動能力強,作為激光器工業(yè)的基礎(chǔ),被廣泛應(yīng)用在光通信、光信息處理、新型加工、激光顯示、生物和醫(yī)學傳感等工業(yè)、軍事和消費生活領(lǐng)域。為了適應(yīng)逐漸擴大的應(yīng)用范圍,滿足不同應(yīng)用場景所提出的新要求,半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域近年來通過學科交叉滲透不斷地引入了各種新機制、新概念以及新結(jié)構(gòu),大大優(yōu)化了其波長覆蓋范圍、光束質(zhì)量、器件體積和功耗、調(diào)制速度以及輸出功率。本文通過對比幾種新型激光器的物理內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)設(shè)計及制備手段,介紹了幾種應(yīng)用前景廣泛且發(fā)展勢頭強勁的半導(dǎo)體激光器。結(jié)合我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀指出,半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍然應(yīng)與應(yīng)用緊密結(jié)合,通過市場和強大的系統(tǒng)開發(fā)能力閉環(huán)優(yōu)化器件性能,提升核心技術(shù),通過交叉學科融通不斷引入新概念、新結(jié)構(gòu)和新工藝。同時,結(jié)合國內(nèi)政策導(dǎo)向優(yōu)勢,在垂直外腔面發(fā)射激光器、微納結(jié)構(gòu)激光器以及拓撲絕緣體激光器等幾個發(fā)展勢頭強勁的新型激光技術(shù)中加大投入,進行批量生產(chǎn)和可控制備研發(fā),力爭在國際相關(guān)領(lǐng)域的競爭中搶占戰(zhàn)術(shù)制高點。 

【文章來源】：中國工程科學. 2020,22(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

垂直外腔面發(fā)射激光器

光泵浦垂直外腔面發(fā)射激光器（OP-VECSEL），又稱光泵浦半導(dǎo)體激光器（OPSLs），或半導(dǎo)體碟片激光器（SDL），是半導(dǎo)體激光與固體激光結(jié)合的產(chǎn)物。它的增益芯片采用半導(dǎo)體材料，與垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）非常相似；諧振腔結(jié)構(gòu)則采用固體激光器構(gòu)型，通常由半導(dǎo)體芯片上的分布布拉格反射鏡（DBR）和外腔鏡共同構(gòu)成；泵浦方式通常使用光泵浦，可以提供更靈活的工作方式和更優(yōu)良的器件性能。VECSEL使用半導(dǎo)體芯片作為增益物質(zhì)，可以提供多種波長選擇和寬譜的調(diào)諧范圍�；诠腆w激光器的光學腔使其可以方便進行腔內(nèi)光學元件插入，易于進行脈沖壓縮、和頻、差頻及光束整形，可以產(chǎn)生如超短脈沖激光、特殊波長激光、太赫茲激光、多色激光等，滿足多種特殊應(yīng)用需求。由于OP-VECSEL的上述特點，目前該領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容集中在提高輸出功率、波長可調(diào)諧性，激光超短脈沖或超強脈沖產(chǎn)生以及特殊波長或多波長設(shè)計等方面。就波長覆蓋范圍來講，VECSEL激光器目前已經(jīng)實現(xiàn)了紫外波段到可見光波段再到紅外波段甚至太赫茲波段的全波段覆蓋。表1給出了不同波段VECSEL激光器的一些典型參數(shù)。通過腔內(nèi)倍頻VECSEL實現(xiàn)的最短激射波長可以達到244 nm[1]，使用雙波長腔內(nèi)差頻實現(xiàn)的最長波長也可以達到1.9 THz[2]。目前，VECSEL激光器的最高單片輸出功率紀錄為106 W[3]，最高重復(fù)頻率為175 GHz[4]，最小脈沖寬度為60 fs[5]。


本文編號：3345704