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長春光機所在銻化物高功率半導體激光器研究上取得突破性進展
2018-08-29 發光室
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  銻化物半導體激光可以實現1.8μm-4μm的中紅外波段激光輸出,具有體積小、效率高、電驅動直接發光等優點,是中紅外激光技術領域的前沿研究熱點,在紅外光電技術、化學氣體及危險品監測等領域具有重要應用前景,并可作為中紅外光纖激光器的種子源和同帶泵浦光源。然而,由于銻化物半導體材料較低的熱導率和高空穴遷移率導致的側向載流子泄露,使得銻化物半導體激光器效率低、光束質量差、溫度穩定性差。 

    最近,長春光機所佟存柱研究員團隊與中科院半導體所牛智川研究員團隊合作,提出了銻化物微脊寬區波導結構,有效抑制了載流子側向泄露和累積,將1.96?m波長的銻化物激光器最高能量轉換效率由9.8%提高到30.5%,連續輸出功率超過了1.28W,側向光束質量改善了36%,閾值、溫度特性和電流對遠場的影響都得到明顯改善,該研究為高亮度銻化物半導體激光器的實現提供了一種可行的技術方案,成果發表于Applied Physics Express,11, 032702 (2018),被加拿大Advances in Engineering選為工程進展領域有創新性的重要科學論文 (Key Scientific Article),并予以特別報道。 

    Advances in Engineering (AIE) 是一個成立于2005年的加拿大科技組織,旨在及時快速地將能夠為人類造福的工程領域重要科學成果和創新技術在全球范圍迅速傳播,其主要的讀者和受眾是受過良好教育的工程和物理界科學家、教授和學生。AIE每周會經過國際專家顧問組高度篩選,從全球工程領域發表的文獻中選出不到20篇的優秀論文進行特別報道,方向包括材料工程、化學工程、電子工程、機械工程、納米技術、土木工程和通用工程,被選中的論文需要具有特殊的科學重要性并能夠被廣大科學讀者所理解,入選率少于千分之一。AIE除受到全球主要研究機構的關注外,也被全球排名前50位的工程公司所鏈接,用于跟蹤突破性科技進展。  

  該工作獲得國家自然科學基金委重大項目“銻化物低維結構中紅外激光器基礎理論與關鍵技術”的資助。 

 

  1. 銻化物微脊寬區(MSBA)波導激光器結構示意圖 

 

  2. 微脊波導對銻化物半導體激光器功率、閾值、效率溫度穩定性的改善 

 

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