GaAs基980 nm高功率半导体激光器的研究进展

胡雪莹，董海亮，贾志刚，张爱琴，梁 建，许并社,4

(1.太原理工大学，新材料界面科学与工程教育部重点实验室，太原 030024；2．太原理工大学轻纺工程学院，太原 030024；3．太原理工大学材料科学与工程学院，太原 030024；4．陕西科技大学，材料原子分子科学研究所，西安 710021)

0 引 言

在医疗、工业和军事应用中都需要用到轻量、可靠、高效的高功率半导体激光器。与其他材料的激光器相比，InGaAs应变量子阱结构的半导体激光器由于其阈值电流密度低、温度特性好、功率密度高、电光转换效率高等特性而得到了广泛应用。半导体激光器与其他材料的900 nm以上波长范围激光器功率和电光转化效率对比数据，如表1所示[1-4]。虽然应变结构提高了激光器性能，但对于高功率激光器，其光电性能、散热性能和光束质量还需大幅度提升，在外延结构的设计和制备、光学灾变损伤(catastrophic optical damage, COD)阈值的改善和散热效率的提高等方面都存在瓶颈，电光转换效率(wall-plug efficiency, WPE)较低的弊病仍需解决。我国高功率半导体激光器的研究起步较晚，在优化激光器性能、开发新结构和拓展应用领域上都与国际顶尖水平存在差距[5]。提高半导体激光器综合性能对我国发展自主集成高功率半导体技术，推动激光科技创新升级具有重要意义。

本文从InGaAs激光器的历史发展，影响激光器综合性能的因素和改进方法，外延结构、芯片结构和热沉封装结构设计，发展前景等方面对高功率InGaAs量子阱激光器进行了综述。

表1 不同种类900 nm以上波长范围激……