本文關(guān)鍵詞：大功率半導(dǎo)體激光器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

1 引言

大功率半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、功率大、高效率等諸多優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域有重要應(yīng)用。它已成為工業(yè)、軍事國防等行業(yè)的固體激光器必需的泵浦光源，廣泛應(yīng)用于激光測距、核爆模擬、激光雷達(dá)傳輸、材料加工、微處理、熱處理、打標(biāo)定位等。大功率激光器還在醫(yī)學(xué)上得到廣泛應(yīng)用，如手術(shù)治療腫瘤、皮膚治療、牙科治療、光鎮(zhèn)痛和光針灸、光學(xué)層析造影（OCT）等。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

半導(dǎo)體大功率激光器陣列的發(fā)展越來越快。其峰值功率不斷上升，連續(xù)狀態(tài)的激光器產(chǎn)品，線陣列的輸出功率也已達(dá)到了50W [1]，國外已出現(xiàn)有連續(xù)工作線陣列輸出功率達(dá)到198W的報(bào)道 [2]。工作于準(zhǔn)連續(xù)狀態(tài)的激光器產(chǎn)品，占空比2℅的線陣列輸出功率達(dá)100W，最高的研究報(bào)道已達(dá)到200W 以上[3]。占空比已做到20℅，其輸出功率可以做到70W。在轉(zhuǎn)換效率上，已經(jīng)有了電光轉(zhuǎn)換效率達(dá)到60%以上 [2]，工作壽命達(dá)到20000小時(shí)的報(bào)道。并且，器件可以在更高的溫度下工作，而功率、波長等參數(shù)不發(fā)生嚴(yán)重的變化。Coherent公司的商用化產(chǎn)品具有很高的性能指標(biāo)，表1和表2 [1]分別給出了該公司器件的工作性能指標(biāo)。

5研究發(fā)展方向

在現(xiàn)有熱模型的指導(dǎo)下，各國的激光器專家相繼提出了多種新型的材料、芯片版圖結(jié)構(gòu)、載體的材料、幾何尺寸和制冷器以及激光器陣列封裝的新穎技術(shù)。并且，對各工藝過程中的每一個(gè)步驟精確控制，尤其是金屬化、焊料的選擇和燒結(jié)工藝，力求激光器陣列有更高的量子效率，低的閾值電流、熱阻，解決大功率激光器陣列的熱問題。同時(shí)，專家們也在致力于大功率激光器的光學(xué)災(zāi)變（COD）問題的研究。以上兩個(gè)問題對于高占空比和連續(xù)工作的大功率半導(dǎo)體激光器來說，尤為嚴(yán)重，已成為光電子行業(yè)研究的熱門方向。

就大功率激光器的發(fā)展趨勢來看，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[3]。

（1）芯片材料多樣化：被命名為“能帶工程”的超晶格材料的研究與生長，正以“全新的革命者”身份改變著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。超晶格匹配的應(yīng)變量子阱材料，諸如InGaAs-AlGaAs、AlInGaAs-AlGaAs，長波長材料如GaInAsP-InP、可見光材料InP-AlGaIn以及現(xiàn)在很受歡迎的無鋁半導(dǎo)體材料都已漸漸為人們所看好；

（2）激射波長覆蓋范圍增大：從主要用于固體激光器泵浦的紅外光780～980nm延伸到了可見光范圍630～680nm。這樣，大功率激光器有望廣泛用于通信、醫(yī)療、信息處理；

（3）用于DPSSL系統(tǒng)中的激光器向著更高的功率、占空比發(fā)展，工作壽命更長，可靠性更高。在轉(zhuǎn)換效率、工作壽命和工作溫度上有大幅度提高；

（4）工藝制作過程更加成熟、高效，芯片質(zhì)量越來越高；

（5）激光器陣列的封裝技術(shù)向標(biāo)準(zhǔn)化和經(jīng)濟(jì)化方向發(fā)展，以適合型號眾多，應(yīng)用廣泛的各種大功率激光器。同時(shí)，各種新穎高效的致冷散熱設(shè)備迅速發(fā)展。

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