808nm光纤耦合半导体激光泵浦源
44瓦超高功率808nm半导体激光器设计与制作
44瓦超高功率808 nm半导体激光器设计与制作仇伯仓，胡海，何晋国深圳清华大学研究院深圳瑞波光电子有限公司1. 引言半导体激光器采用III-V化合物为其有源介质，通常通过电注入，在有源区通过电子与空穴复合将注入的电能量转换为光子能量。
与固态或气体激光相比，半导体激光具有十分显著的特点：1）能量转换效率高，比如典型的808 nm高功率激光的最高电光转换效率可以高达65%以上[1]，与之成为鲜明对照的是，CO2气体激光的能量转换效率仅有10%，而采用传统灯光泵浦的固态激光的能量转换效率更低, 只有1%左右；2）体积小。
一个出射功率超过10 W 的半导体激光芯片尺寸大约为mm3, 而一台固态激光更有可能占据实验室的整整一张工作台；3）可靠性高，平均寿命估计可以长达数十万小时[2]；4）价格低廉。
半导体激光也同样遵从集成电路工业中的摩尔定律，即性能指标随时间以指数上升的趋势改善，而价格则随时间以指数形式下降。
正是因为半导体激光的上述优点，使其愈来愈广泛地应用到国计民生的各个方面，诸如工业应用、信息技术、激光显示、激光医疗以及科学研究与国防应用。
随着激光芯片性能的不断提高与其价格的持续下降，以808 nm 以及9xx nm为代表的高功率激光器件已经成为激光加工系统的最核心的关键部件。
高功率激光芯片有若干重要技术指标，包括能量转换效率以及器件运行可靠性等。
器件的能量转换效率主要取决于芯片的外延结构与器件结构设计，而运行可靠性主要与芯片的腔面处理工艺有关。
本文首先简要综述高功率激光的设计思想以及腔面处理方法，随后展示深圳清华大学研究院和深圳瑞波光电子有限公司在研发808nm高功率单管激光芯片方面所取得的主要进展。
2.高功率激光结构设计图1. 半导体激光外延结构示意图图2. 外延结构以及与之对应的光场分布图3. 量子阱限制因子与SCH层厚度之间的关系图4. 光束发散角与SCH层厚度之间的关系图1给出了一个典型的基于AlGaAs材料的808 nm半导体激光外延结构示意图，由其可见，外延结构由有源区量子阱、AlGaAs波导以及AlGaAs包层材料组成，在材料选取上包层材料的Al 组分要高于波导层材料的Al组分，以保证在材料生长方向形成波导结构，即材料对其中的光场有限制作用（见图2）。
半导体激光泵浦源
半导体激光泵浦源的原理、优势及应用前景一、引言半导体激光泵浦源是一种利用半导体材料作为增益介质，通过电注入或光激发方式实现粒子数反转并产生激光输出的器件。
它具有体积小、重量轻、效率高、可靠性好等优点，因此在通信、医疗、工业加工等领域得到了广泛应用。
本文将从原理、优势及应用前景等方面对半导体激光泵浦源进行详细介绍。
二、半导体激光泵浦源的原理半导体激光泵浦源的工作原理基于半导体材料的能带结构和粒子数反转机制。
当外界注入电流或光激发时，半导体材料中的电子从价带跃迁至导带，形成粒子数反转分布。
在满足一定条件下，这些反转分布的粒子通过受激辐射过程发射出相干光，即激光。
具体来说，半导体激光泵浦源通常由P型半导体和N型半导体组成的PN结结构构成。
当正向偏置电压施加在PN结上时，空穴和电子分别从P区和N区注入到有源层，并在有源层内复合发光。
通过调整注入电流、有源层厚度和掺杂浓度等参数，可以控制激光的输出功率和波长。
三、半导体激光泵浦源的优势1. 体积小、重量轻：与传统的固体激光器相比，半导体激光泵浦源具有更小的体积和重量，便于集成和携带。
2. 效率高：半导体激光泵浦源的电光转换效率较高，通常在百分之几十到百分之几百之间，远高于传统的灯泵浦固体激光器。
3. 可靠性好：半导体激光泵浦源采用电注入方式实现粒子数反转，无需机械运动部件，因此具有较高的可靠性和稳定性。
4. 调制速度快：半导体激光泵浦源的调制速度较快，可以实现高速光通信和光信号处理。
5. 波长可调谐：通过调整有源层的材料和厚度等参数，可以实现半导体激光泵浦源的波长调谐，满足不同应用需求。
6. 成本低：随着半导体材料制备技术的不断发展和规模化生产的实现，半导体激光泵浦源的成本不断降低，具有较高的性价比。
四、半导体激光泵浦源的应用前景1. 通信领域：半导体激光泵浦源是光通信系统中的关键器件之一，用于实现信息的传输和放大。
随着5G、云计算等技术的快速发展，对高速率、大容量光通信系统的需求不断增长，将进一步推动半导体激光泵浦源的发展和应用。
半导体泵浦源
半导体泵浦源半导体泵浦源（Semiconductor Pump Source）是一种广泛应用于激光器领域的关键元件。
本文将介绍半导体泵浦源的原理、特点以及应用领域。
一、原理半导体泵浦源利用半导体材料的特性，通过电流注入使其产生激光，从而实现泵浦作用。
其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 电流注入：通过电流注入到半导体材料中，激发电子从低能级跃迁到高能级，形成电子空穴对。
2. 电子空穴对复合：由于电子和空穴的相互作用，电子从高能级跃迁回低能级，并释放出能量。
3. 光子产生：能量释放时，激发的原子或分子会产生光子，形成激光。
二、特点半导体泵浦源相比传统的泵浦源具有以下几个显著特点：1. 小型化：半导体材料具有小尺寸、轻重量的特点，因此半导体泵浦源体积小巧，适合集成到激光器中。
2. 高效率：半导体泵浦源的电光转换效率较高，能够将输入的电能有效转化为激光输出，节约能源。
3. 长寿命：由于半导体泵浦源无需使用活性介质，其寿命相对较长，维护成本低。
4. 可调谐性：通过调节电流的大小，可以实现半导体泵浦源输出激光的波长可调谐。
三、应用领域半导体泵浦源在激光器领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 医疗美容：半导体泵浦源可用于医疗美容领域，如激光脱毛、激光祛斑等。
其小型化和高效率的特点使得激光器设备更加便携和高效。
2. 通信领域：半导体泵浦源在光通信领域中广泛应用，用于光纤通信、激光雷达等设备。
其可调谐性使得激光器能够适应不同波长的光信号传输需求。
3. 工业加工：半导体泵浦源在激光切割、激光打标等工业加工领域中得到广泛应用。
其高效率和长寿命的特点使得激光器设备更加稳定可靠。
4. 科学研究：半导体泵浦源还广泛应用于科学研究领域，如光谱分析、原子物理实验等。
其小型化和可调谐性使得科研人员能够更方便地开展实验研究。
总结：半导体泵浦源作为激光器的关键元件，具有小型化、高效率、长寿命和可调谐性等特点，广泛应用于医疗美容、通信、工业加工和科学研究等领域。
LD泵浦NdYVO4 Cr4+YAG被动调Q激光特性研究
LD泵浦Nd:YVO4 /Cr4+:YAG被动调Q激光特性研究光信息科学与技术专业指导教师摘要：半导体激光(LD)泵浦的固体激光器具有全固化、体积小、泵浦效率高等特点，在激光通讯、遥感探测、工业加工、军事、医疗等领域有着广泛的应用前景，受到人们极大的关注。
使用连续激光二极管泵浦Nd：YVO4晶体，得到1064nm 的连续红外激光输出，在激光谐振腔中加入慢饱和吸收晶体Cr4+：YAG，得到了调Q脉冲激光输出，从实验上得到了泵浦功率、Cr4+：YAG小信号透过率以及输出镜透过率对输出脉冲特别是脉冲宽度的影响，并通过数值求解速率方程对实验结果进行了理论分析，实验结果与理论模拟基本相符。
关键词：LD 泵浦；Nd∶YVO4；Cr4+∶YAG；被动调Q；脉冲宽度Characteristic of a laser diode pumped passively Q switched Nd:YVO4laser with Cr4+:YAG saturable absorberStudent majoring in optics information science and technologyHeng SunTutor Xiuqin YangAbstract：Laser-diode (LD) Pumped solid-state laser has wide applications in the fields such as laser telecommunication ,remote-sensing detection ,industry and military as wellashealthduetoitsadvantagessuchasallsolidstate,high pump efficiency,smallvolumeandlonglongevity,andhasbeen ing continuous laser diode pumped Nd: YVO4crystalgets 1064 nm infrared laser outputcontinuously.Then addingslow saturable absorbercrystals Cr4 + : YAG in the laser cavity to obtain the output of theQ-switched pulse laser. Study the influence of the pump power, output transmission and cavity length to the output pulse in particularthe influence of pulse width from experiments.Through the numerical solution of rate equation to carry on the theoretical analysis with the result of the experiment and thenumericalsolutionsoftheequationsagreewiththeexperimentalresults.Keywords:LDpumped;Nd: YVO4; Cr4+:YAG; passively Q switched;pulse width第一章前言自上世纪六十年代世界上首台激光器发明以来，各类激光器和激光技术得到了迅速的发展，其中固体激光器的发展尤为突出。
常用激光器波长
常用激光器波长 Output Wavelengths of Common Lasers
半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。
常用工作物质有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。
激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。
808nm半导体激光器可广泛应用于激光医疗，红外夜视，激光印刷，激光泵浦，以及各种科研应用
通常808nm都是用作激光激励源的，比较好的Dilas,Nlight。
不过我推荐前者。
所谓的工业环境是啥？在工业环境下运作？？目前有用808nm 500瓦左右的激光做塑料焊接的，这是个很好的激光应用。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源808nm光纤耦合半导体激光泵浦源是一种新型的光学器件，采用光纤耦合技术将半导体激光泵浦源与光纤进行耦合，使得激光器的输出光功率更稳定，噪声更小，应用范围更广泛。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源的工作原理是通过电流驱动半导体激光器的发光二极管，将电能转化为光能。
在808纳米的波长下，激光泵浦源具有较高的光转换效率，并且具有较低的发热量。
同时，采用光纤耦合技术可以将激光器产生的热量快速传导到散热系统中，有效降低了器件的温度，提高了激光器的工作稳定性和寿命。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源具有以下几个特点：首先，具有高功率稳定性。
激光泵浦源采用与光纤绑定的方式，可以大大减少光纤的损耗，并且能够在较长距离内保持光功率的稳定。
这使得激光器的输出功率更加一致，提高了激光器的工作效率和性能。
其次，具有低噪声。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源在工作过程中减少了光学器件的振动和震动，从而降低了激光器的噪声水平。
这使得激光器在科研、医疗和工业等领域中的应用更加广泛，例如激光医疗器械、激光打标机等。
再次，具有高光质量。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源的输出波长符合激光输出的最佳波长范围，可以获得高光质量的激光束。
这对激光器应用中需要高光质量的场景，如光通信和激光测距等领域有着重要的意义。
此外，808nm光纤耦合半导体激光泵浦源还具有小尺寸、低成本、易于集成等优点。
光纤耦合技术使得激光器的结构更加紧凑，便于在各种设备和系统中进行集成。
同时，由于其制造工艺相对简单，所以其成本也相对较低。
综上所述，808nm光纤耦合半导体激光泵浦源是一种具有高功率稳定性、低噪声、高光质量的光学器件。
它的出现不仅拓宽了激光泵浦源的应用领域，而且提高了激光器的性能和可靠性。
随着技术的不断发展，相信这种光学器件将会在更多的领域中得到应用，推动科技的进步和创新。
高可靠性无铝有源层808 nm半导体激光器泵浦源
第50卷第4期2021年4月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.50㊀No.4April,2021高可靠性无铝有源层808nm 半导体激光器泵浦源刘㊀鹏1,2,3,朱㊀振2,陈㊀康2,王荣堃1,夏㊀伟2,3,徐现刚1,2(1.山东大学,新一代半导体材料研究院,晶体材料国家重点实验室,济南㊀250100;2.山东华光光电子股份有限公司,济南㊀250101;3.济南大学物理科学与技术学院,济南㊀250022)摘要:针对高功率808nm 激光器泵浦源的应用需求,设计并制备了InGaAsP /GaInP 材料体系的无铝有源区半导体激光器㊂使用双非对称的限制层及波导层结构,降低了P 侧材料的热阻及光吸收㊂优化了金属有机化学气相沉积(MOCVD)中As 和P 混合材料的生长条件,制备出界面陡峭的四元InGaAsP 单晶外延薄膜㊂制作的激光器室温测试阈值电流为1.5A,斜率效率为1.26W /A,10A 下的功率达到10.5W,功率转换效率为58%㊂连续电流测试最大功率为23W@24.5A,准连续电流测试最大功率为54W@50A,没有产生灾变性光学损伤(COD)㊂在15A 电流加速老化下,激光器工作4200h 未出现功率衰减及COD 现象,说明制备的无铝有源区808nm 激光器具有高可靠性的输出性能㊂关键词:无铝材料;高可靠性;InGaAsP;808nm;非对称;泵浦源;半导体激光器中图分类号:TN248.4㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2021)04-0757-05High Reliable Al-Free 808nm Semiconductor Laser Diode Pump SourceLIU Peng 1,2,3,ZHU Zhen 2,CHEN Kang 2,WANG Rongkun 1,XIA Wei 2,3,XU Xiangang 1,2(1.Institute of Novel Semiconductors,State Key Laboratory of Crystal Material,Shandong University,Jinan 250100,China;2.Shandong Huaguang Optoelectronics Co.,Ltd.,Jinan 250101,China;3.School of Physics and Technology,University of Jinan,Jinan 250022,China)Abstract :For 808nm high power laser used as pump source,Al-free active-region laser diode was designed and fabricated,consisting of InGaAsP /GaInP.In this work,a double asymmetric structure of cladding and waveguide layers to reduce the thermal resistance and optical loss of P-side layers were proposed.By optimizing the MOCVD growth of As and P hybrid material,InGaAsP single-crystal epitaxial film with steep interface was fabricated.The threshold current is 1.5A at room temperature and the slope efficiency is 1.26W /A.The output power is 10.5W at 10A and the power efficiency is 58%.Under continuous wave (CW)operation,the maximum output power is 23W@24.5A,while it can reach 54W@50A under quasi continuous wave (QCW)mode without catastrophic optical damage (COD).No power degradation or COD occurred for accelerated aging over 4200h at 15A,showing high long-term reliability of Al-free active-region 808nm laser diode.Key words :Al-free material;high reliabile;InGaAsP;808nm;asymmetric;pump source;semiconductor laser diode㊀㊀收稿日期:2021-03-01㊀㊀基金项目:山东省激光装备创新创业共同体项目㊀㊀作者简介:刘㊀鹏(1994 ),男,山东省人,硕士研究生㊂E-mail:seekersliupeng@㊀㊀通信作者:朱㊀振,博士,高工㊂E-mail:zhuzhen@ 徐现刚,博士,教授㊂E-mail:xxu@ 0㊀引㊀㊀言半导体激光器具有体积小㊁质量轻㊁效率高及易于集成等优点,在工业加工㊁智能传感㊁医养健康及固体和光纤激光器泵浦源等方面有着重要应用㊂其中808nm 半导体激光器是Nd 掺杂YAG 固体激光器的理想泵浦源,被广泛用于精细加工㊁雷达测距等领域[1-2]㊂除了激光器的功率和效率,可靠性是实际应用中最为关注的性能㊂随着激光器输出功率越来越高,灾变性光学损伤(COD)成为影响半导体激光器可靠性及寿命的关键因素㊂这和激光器的材料生长和腔面处理有直接关系㊂由于AlGaAs 材料生长工艺比较成熟,目前758㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷808nm激光器大部分使用AlGaInAs/AlGaAs作为有源层㊂但是含铝材料不稳定,极易氧化形成缺陷并在材料内部延伸造成器件失效㊂国际上,大功率808nm激光器一般都在腔面做特殊处理来控制缺陷的产生或延伸,如美国II VI公司的E2工艺[3],德国FBH研究所的H离子清洗工艺[4]㊂但特殊处理会带来复杂的工艺问题,降低良率,给808nm激光器的批量化生产增加难度㊂本文通过量产型金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备生长了InGaAsP/GaInP结构的808nm半导体激光器㊂由于有源区不含活泼性的铝元素,材料生长及腔面处理的工艺窗口较大,激光器的性能更加稳定和可靠㊂在15A电流加速老化下,激光器工作4200h未出现功率衰减及COD现象,10W工作寿命推测在40000h以上㊂本文是继承和发扬了蒋民华院士 为晶体提供泵源 的指导思想,不忘初心,通过各单位多年持久的产学研紧密结合,坚持创新,在山东华光光电子股份有限公司实现了规模化量产,满足了市场需求㊂同时开发了630~1100nm波段的多种半导体激光器泵浦源,其中808nm激光器由于具有优异的性能,是产业化较为成功的泵源之一㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀激光器结构如上所述,无铝结构的激光器在抑制体材料缺陷及提高腔面光学损伤方面有很多优势,但和传统的AlGaAs材料相比,InGaAsP/GaInP材料也有一些短板㊂根据JDSU的研究[5],GaInP材料的热导率是0.08W/(cm㊃K),为Al0.25Ga0.75As材料的一半,而其相同掺杂浓度下的电导率也要低于AlGaAs材料,这会影响激光器的高功率和高转换效率输出㊂在激光器外延结构设计上采用双非对称结构,如表1所示,P侧GaInP波导层的厚度要小于N侧GaInP波导层的厚度,P型AlGaInP限制层的Al组分要高于N型AlGaInP 限制层的Al组分㊂这不仅使光场偏向N区,降低空穴对光子的吸收,同时还能缩减P侧的外延层厚度,降低P区外延层的热阻及电阻㊂GaInP波导层中间为一层8nm厚度的InGaAsP单量子阱㊂InGaAsP材料可以通过调节III族及V族原子的组分实现量子阱的压缩和伸张应变,进而得到不同的激光偏振模式㊂为获得更低的阈值电流密度,可以使用压应变的InGaAsP量子阱㊂表1㊀808nm激光器的外延结构Table1㊀Epitaxial structure of808nm laser diodeLayer Material Thickness/nm Doping/cm-3Contact GaAs200>1ˑ1019P-cladding Al x Ga0.5-x In0.5P9001ˑ1018P-waveguide Ga0.5In0.5P400Quantum well InGaAsP8N-waveguide Ga0.5In0.5P800N-cladding Al y Ga0.5-y In0.5P15001ˑ1010Buffer GaAs2002ˑ1018为满足激光器耦合进入400μm芯径的光纤的需求,激光器发光区的宽度设计为390μm,周期为750μm,腔长为2mm㊂1.2㊀激光器制备外延材料生长使用量产型MOCVD系统㊂衬底为偏向<111>A方向15ʎ的GaAs(100)晶面,可以有效抑制GaInP材料的有序结构,增加材料生长窗口㊂III族有机源采用三甲基镓(TMGa)㊁三甲基铝(TMAl)和三甲基铟(TMIn),V族源材料为砷烷(AsH3)和磷烷(PH3),N型掺杂为Si,P型掺杂为Mg㊂外延层生长过程的温度控制在600~700ħ,反应室压力为104Pa㊂量子阱是整个激光器结构的核心,其生长质量决定了激光器的性能㊂InGaAsP为四元材料,且AsH3和PH3在不同生长条件下的分配系数差别较大,需要对量子阱的生长方式进行特殊设计㊂如图1所示,通过优化量子阱及两侧界面的生长温度及气流切换方式,得到界面陡峭的InGaAsP量子阱㊂外延层的结晶质量和表面状态也会影响激光器的性能参数㊂图2是经过优化后㊀第4期刘㊀鹏等:高可靠性无铝有源层808nm半导体激光器泵浦源759㊀的单层GaInP的原子力显微镜(AFM)照片,可以看到外延层的表面非常平整,粗糙度Ra仅为0.13nm,很接近外延生长前的GaAs衬底表面㊂图1㊀GaInP/InGaAsP量子阱的TEM照片Fig.1㊀TEM image of GaInP/InGaAsP quantum well图2㊀GaInP外延层的AFM照片Fig.2㊀AFM image of GaInP epitaxial layer 外延片生长完成以后进行芯片工艺的制作㊂使用湿法腐蚀工艺形成390μm的宽条,并在宽条两侧覆盖SiO2绝缘膜,形成电流注入区㊂P面金属电极为Ti/Pt/Au,N面金属电极为Ge/Ni/Au㊂解理成2mm腔长的巴条,使用电子束蒸发设备在前后腔面分别蒸镀5%的增透膜及98%的高反膜㊂解离成管芯,P面朝下烧结于AlN陶瓷材料的AuSn热沉上㊂2㊀结果与讨论为验证设计的外延结构及生长的材料质量,测试并计算了芯片的内量子效率和腔内损耗㊂将工艺晶片分别解理成1.0mm㊁1.5mm㊁2.0mm㊁2.5mm四种腔长的巴条,在未镀膜的条件下,利用脉冲电流分别测试它们的斜率效率和阈值电流,然后通过数值拟合,得到图3和4的曲线㊂通过计算得到芯片的内量子效率ηi 为97%,光吸收损耗系数αi为1.1cm-1,透明电流密度J tr为96A㊃cm-2,模式增益系数ΓG0为15cm-1㊂这个结果同德国Jenoptik公司及FBH研究所报道的808nm激光器结果是接近的[6-7]㊂图3㊀外微分量子效率和腔长的拟合曲线Fig.3㊀Curve of external differential efficiency and cavity length图4㊀阈值电流密度和腔长的拟合曲线Fig.4㊀Curve of threshold current density and cavity length图5为封装后的808nm激光器在25ħ条件下的功率-电流-电压曲线㊂从图中可以看出,激光器的阈值电流为1.5A,对应的阈值电流密度为192A㊃cm-2㊂激光器的斜率效率为1.26W/A,对应的外量子效率为82%㊂在10A电流下,激光器的输出功率达到了10.5W,电压1.82V,转换效率为58%㊂图6为热沉温度分别是25ħ㊁35ħ㊁45ħ及55ħ下的功率及电压曲线㊂随着温度增加,激光器的载流子溢出变得严重,阈值电流会增加,斜率效率会下降㊂由于P型限制层使用了高带隙的AlGaInP材料,高温下可以很好地将载流子限制在有源区内,激光器在55ħ及10A电流下的输出功率仍达到了9.3W,具有较好的温度特性㊂图7是激光器在10A电流下测试的光谱曲线㊂其峰值波长为807.9nm,光谱的半高宽(FWHM)为1.7nm㊂图8是激光器的远场特性测试㊂激光器工作时的水平发散角为9ʎ,垂直发散角为31ʎ㊂760㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷图5㊀808nm LD的功率-电流-电压曲线Fig.5㊀Power-current-voltage curves of808nm LD图6㊀不同温度下的808nm LD功率曲线Fig.6㊀Power curves of808nm LD at different temperatures图7㊀808nm LD的光谱曲线Fig.7㊀Optical spectrum of808nm LD图8㊀808nm LD的远场发散角Fig.8㊀Far field angle of808nm LD图9㊀CW及QCW大电流测试下的功率曲线Fig.9㊀Power curves at high current CW and QCW testing图10㊀激光器加速老化曲线Fig.10㊀Accelerated aging curves of the laser 808nm的大功率激光器一般在工业及特种行业中作为泵浦源使用,需要具有高的可靠性㊂由于大功率激光器的主要失效模式为COD造成的突然失效,其COD功率是影响激光器可靠性的重要因素㊂在实验中,可以通过大电流测试考评激光器的COD水平㊂图9为连续电流(CW)及准连续电流(QCW,脉宽1ms,周期100ms)模式测试下的激光器功率曲线图㊂受限于测试电源的最大电流,激光器在CW24.5A下功率达到了23W,在QCW50A下的功率达到了54W,并且两种测试方式均没有COD产生,说明制作的808nm激光器的腔面COD功率在54W以上,具有高的抗腔面光学损伤特性㊂激光器的寿命和稳定性可以通过提高电流或温度的加速老化方式进行快速考评㊂由于808nm激光器的主要失效原因是腔面COD,提高电流(功率)的加速方式更能反映808nm激光器的可靠性水平㊂国内外同行大部分使用12A以内的加速电流进行老化[6,8-9],鉴于无铝结构激光器在抗腔面光学损伤方面的优势,使用更高的15A加速电流㊂图10是10只㊀第4期刘㊀鹏等:高可靠性无铝有源层808nm半导体激光器泵浦源761㊀808nm激光器在15A电流㊁水冷温度25ħ下的在线监控老化曲线㊂经过4200h的老化,激光器没有出现功率衰减及突然失效现象㊂通过文献所用的加速因子计算方法[10],推算808nm激光器在10W下的寿命为40000h以上,12W下的寿命也在20000h以上㊂3㊀结㊀㊀论本文使用MOCVD方法生长了高质量的InGaAsP/GaInP材料体系的激光器外延片,并制作了390μm条宽及2mm腔长的器件㊂室温测试阈值电流为1.5A,斜率效率1.26W/A,10A下的功率达到10.5W,转换效率为58%㊂CW电流测试最大功率为23W@24.5A,QCW电流测试最大功率为54W@50A㊂在15A电流加速老化下,激光器工作4200h未出现功率衰减及COD现象,推算808nm激光器在10W下的寿命为40000h以上,12W下的寿命在20000h以上㊂参考文献[1]㊀陈良惠,杨国文,刘育衔.半导体激光器研究进展[J].中国激光,2020,47(5):13-31.CHEN L H,YANG G W,LIU Y 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半导体泵浦激光原理
③、 — 曲线的斜率
该斜率为 以上的 — 曲线的斜率，表示波长为808nm的泵浦功率有多少转换成1064nm固体激光器的输出功率。
二、LD泵浦Nd：YVO4固体激光器光斑尺寸的测量
在各种不同光强分布形式中，基横模的光强分布不均匀性最小，因此需要激光器工作在基横模状态。激光基横模的光强分布是高斯分布，能够方便地测量光斑的大小。
用刀口法可以测定光斑的大小和验证光斑的光强分布是高斯分布。实验中使刀口平行于y轴，沿垂直于x轴方向移动。当刀口缓慢推入光束时，设刀口挡住了x≤a的所有点。最后，归一化的高斯分布和相对功率与刀口位置关系曲线如下图所示：
相对功率为0.25和0.75的点分别位于高斯分布曲线极大值两侧，其距离为ep=0.6745σ。由实验得到的相对功率与刀口位置的关系曲线可确定ep的值。用ep的值可计算出光斑大小：
自发辐射：在没有外界作用下，原子中的电子自发的由高能级向低能级跃迁，跃迁时将产生光辐射，此即为自发辐射。辐射光子能量为：
原子的自发辐射过程完全是一个随机过程，所辐射的光之间完全没有联系。
波尔兹曼分布规律：在通常的热平衡条件下，处于高能级 上的原子数密度 ，远比处于低能级的原子数密度低。处于能级E的原子数密度N的大小随能级E的增加而指数减小，即N∝ 。于是，在上、下两个能级上的原子数密度比为
4、缓慢旋转螺旋测微器，推进刀口，每0.04mm测一对应的激光功率P，记录下来；
5、重复4，直到光斑全部被刀片挡住，即功率计显示为零，由此建立P—x曲线；
6再将刀口拉回，重新测量一组P—x数据；
7、数据拟合及处理得出光斑尺寸及基横模的判断结果。
三、LD泵浦Nd：YVO4固体激光器远场发散角的测量
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808nm光纤耦合半导体激光泵浦源808nm光纤耦合半导体激光泵浦源是一种利用光纤耦合技术，将激光器的输出光束耦合到光纤中进行激光泵浦的一种光纤耦合激光器源。
它具有方便性、高效性和稳定性等特点，在现代光通信和光电器件领
域有着广泛的应用。
本文将从原理、结构和应用领域等方面介绍808nm 光纤耦合半导体激光泵浦源。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源的原理是利用半导体激光器产生808nm波长的光束，通过透镜将光束聚焦到光纤的输入端，然后通过光纤传输到输出端，从而实现对目标物质的泵浦。
在光纤耦合激光器源中，光纤起到了光束传输的作用，避免了传统激光器泵浦源中存在的
激光束扩散、气动光损耗等问题，提高了光能利用率和泵浦效率。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源的结构主要包括激光器、透镜、光纤和输出端。
激光器是光源，产生波长为808nm的激光光束。
透镜
起到聚焦和耦合的作用，通过调整透镜的位置和焦距，实现光束的聚
焦和耦合效果。
光纤作为传输媒介，将激光光束从输入端传输到输出
端。
输出端通常配备有滤光片和准直透镜，用于过滤杂散光和调整激光的准直性。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：
首先，光通信领域。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源可以作为光纤放大器的泵浦源，用于放大光信号，提高光通信系统的传输距离和信号质量。
另外，它还可以用于光纤激光器的泵浦源，产生窄线宽、高功率的激光光束，用于光纤光通信系统中的光谱分析、光纤传感器等应用。
其次，光电子器件领域。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源可以用于激发固体或半导体材料中的光电子材料，产生特定波长的光激发物质的电子跃迁过程，实现电子的能级转移和激发态的产生，从而实现激光器、光电二极管、光电晶体管等光电子器件的制备。
再次，生物医学领域。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源可以用于激发生物标记物（如荧光染料）的荧光发射过程，实现生物体内的光学成像、光热治疗、光动力疗法等应用。
它具有对生物组织穿透能力
强、选择性强、治疗效果好等优点，在癌症治疗、皮肤美容等领域有
着广阔的前景。
最后，科学研究领域。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源可以用于实验室中的光谱分析、光学实验、光学调制、光学测量等科学研究工作。
由于它具有高功率、窄线宽、稳定性好等特点，能够提供高强度、单色的激光光源，满足科研工作中对激光的严格要求。
综上所述，808nm光纤耦合半导体激光泵浦源是一种优秀的光纤耦合激光器源，具有方便性、高效性和稳定性等优点。
在光通信、光电
子器件、生物医学和科学研究等领域都有着广泛的应用前景。
随着科
学技术的不断发展，相信808nm光纤耦合半导体激光泵浦源将会在更
多领域中发挥重要作用。