近圆形光斑650nm半导体激光器的设计及制备
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作者:
作者单位:

(1.山东华光光电子股份有限公司,山东 济南 250100; 2.济南大学 物理科学 与技术学院 ,山东 济南 250100; 3.山东大学 晶体材料国家重点实验室,山东 济南 250100)

作者简介:

朱振(1985-),男,博士,高级工程师.主要从事半导体激光器的设计、生长及性能分析等方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家重点研发计划(2018YFB0406901)资助项目 (1.山东华光光电子股份有限公司,山东 济南 250100; 2.济南大学 物理科学 与技术学院 ,山东 济南 250100; 3.山东大学 晶体材料国家重点实验室,山东 济南 250100)


Design and fabrication of 650nm semiconductor laser with nearly circular spot
Author:
Affiliation:

(1.Shandong Huaguang Optoelectronics Co.,Ltd.,Jinan 250100,China; 2.School of P hysics and Technology,University of Jinan,Jinan 250100,China; 3.State Key Laboratory of Crystal Materials,Shandong University,Jin an 250100,China)

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    摘要:

    红光半导体激光器被广泛用于景观照明、塑料光纤通讯、空气质量检测和医疗等方面,但受 限于其可靠性不高及光斑质量差的缺点,在制作点光源或耦合进光纤等方面增加了应用成本 。为解决此问题,本文设计并制作了基横模工作的650 nm脊型半导体 激光器。结合AlGaInP材料的特点,我们使用极窄波导光 场扩展结构,使光场渗入限制层,增加了光场扩展宽度,有效降低了激光器的垂直发散角。 通过电感耦合 等离子刻蚀技术得到陡峭的2μm宽度的窄脊型结构,然后通过湿法工艺去除损伤并腐蚀到 阻挡层位置。干 湿结合的工艺使得激光器能稳定地基横模输出。制作的激光器远场图形呈近圆形分布,克服 了传统半导体 激光器光斑狭长的缺点。功率测试在30 mW以上没有出现功率曲线扭 折,并且制作的激光器通过了60 ℃下 10 mW的老化测试,推算的平均失效时间(MTTF)大于18000 h。

    Abstract:

    The red semiconductor laser diodes are widely used in landscape lighting.plasti c optical fiber communication,air quality testing and medical treatment.However, th eir low reliability and poor spot quality increase the cost in the production of point sources or coupling into optical fibers.To solve this problem, a 650nm ridge laser diode is designed and fabricated to maintai n a fundamental transverse mode operation.Considering the characteristics of AlG aInP material,we used a very narrow waveguide to expand the optical field into t he cladding layers.By increasing the optical field expansion width,the vertical divergence angle could be effectively reduced.The 2μm-wide steep ridge structure is obtained by inductively coupled plasma etching.Then the wet etching process was employed to remove the damage layer and stopped at the etching stop layer.The combination of dry and wet process stabilized the fundame ntal transverse mode.The far-field pattern of the laser is nearly circular,whic h overcomes the shortcoming of traditional semiconductor lasers with long and na rrow spots.The power curve shows no kink at power test even above 30mW.The lase r has passed the aging test of 10mW at 60℃,and the estimated m ean time to failure (MTTF) is more than 18000h.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

朱振,任夫洋,邓桃,夏伟,徐现刚.近圆形光斑650nm半导体激光器的设计及制备[J].光电子激光,2019,30(9):901~905

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  • 收稿日期:2019-03-27
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  • 在线发布日期: 2019-10-23
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