大功率激光器研究創新成果填補國內空白
我國大功率激光器研究取得創新成果，近日，由中科院長春光機所完成的吉林省科技廳發展計劃項目“半導體電泵浦集成微腔激光器”、“高功率光纖激光器”和“980nm垂直腔面發射激光器輸出功率的提高”在長春分別通過專家鑒定，整體均處于國內領先水平，并填補了國內空白。
半導體激光器的小型化、集成化是今后發展的一個重要方向。半導體電泵浦微腔激光器由于體積小、功耗低、可以實現單片全光集成回路、滿足光計算和光通信特別是超大規模光子回路的要求等特點而日益引起廣泛的關注。“半導體電泵浦集成微腔激光器”的研制，在InGaAs/InGaAsP/InP及InGaAs/GaAsP/GaAs系列材料的濕法刻蝕工藝和微米尺寸的器件圖形轉移和高精度套刻方法上獲得了突破，不僅初步實現了WGM模式微腔激光器中激光通過集成條波導的定向導出，還首次采用多量子阱微腔激光器與輸出直波導集成的新結構，研制出808nm、980nm及1.5mm波段的電泵浦微腔結構激光器。該激光器微柱或微環最小直徑為20mm，條波導最小寬度為5mm，可觀察到強的波導輸出。其無論在經濟效益，還是在社會效益上都將有極為重要的價值。
高功率光纖激光是近幾年激光領域人們關注的熱點之一，它以其優良的光束質量和穩定性及體積緊湊等優勢，可用于工業加工、醫療、通迅、軍事、信息存儲、激光印刷、監測、激光光譜等領域。在“高功率光纖激光器”，的研究中，解決了光纖端面解理、拋光和大芯徑光纖間的連接等關鍵技術；提出化學蝕刻與相位掩模法相結合的新方法在雙包層光纖上制備出反射波長為1080nm的光纖光柵；利用光纖光柵作為反射腔鏡的全光纖結構實現了7.5W連續輸出，輸出中心波長為1080.7nm，峰值半寬為0.11nm，斜效率為62.6%，輸出近衍射單橫模。該光纖激光器這種潔凈的能源更為環保，進一步開展工程化研究，可以滿足國內急需，市場前景十分廣闊。
大功率垂直腔面發射激光器由于其優越的光束質量、二維集成及腔內倍頻等優點。“980nm垂直腔面發射激光器輸出功率的提高”研究項目，提出用兩層n面電極技術改善垂直腔面發射激光器的光束質量，使遠場發散角從30度降低到15度(尚未見到國內外學術刊物對此方法的報道)；在國內首次研制出500mm大直徑高功率VCSEL器件，連續光功率輸出達到2.0W；研制出高功率密度200mm直徑的VCSEL器件，在10ns/100Hz條件下峰值光功率10.0W，光功率密度33.4kW/cm2。它將在激光顯示、生物分析、高密度光存儲、水下通信、激光閱讀、印刷工業等方面有廣泛的應用前景。
半導體激光器的小型化、集成化是今后發展的一個重要方向。半導體電泵浦微腔激光器由于體積小、功耗低、可以實現單片全光集成回路、滿足光計算和光通信特別是超大規模光子回路的要求等特點而日益引起廣泛的關注。“半導體電泵浦集成微腔激光器”的研制，在InGaAs/InGaAsP/InP及InGaAs/GaAsP/GaAs系列材料的濕法刻蝕工藝和微米尺寸的器件圖形轉移和高精度套刻方法上獲得了突破，不僅初步實現了WGM模式微腔激光器中激光通過集成條波導的定向導出，還首次采用多量子阱微腔激光器與輸出直波導集成的新結構，研制出808nm、980nm及1.5mm波段的電泵浦微腔結構激光器。該激光器微柱或微環最小直徑為20mm，條波導最小寬度為5mm，可觀察到強的波導輸出。其無論在經濟效益，還是在社會效益上都將有極為重要的價值。
高功率光纖激光是近幾年激光領域人們關注的熱點之一，它以其優良的光束質量和穩定性及體積緊湊等優勢，可用于工業加工、醫療、通迅、軍事、信息存儲、激光印刷、監測、激光光譜等領域。在“高功率光纖激光器”，的研究中，解決了光纖端面解理、拋光和大芯徑光纖間的連接等關鍵技術；提出化學蝕刻與相位掩模法相結合的新方法在雙包層光纖上制備出反射波長為1080nm的光纖光柵；利用光纖光柵作為反射腔鏡的全光纖結構實現了7.5W連續輸出，輸出中心波長為1080.7nm，峰值半寬為0.11nm，斜效率為62.6%，輸出近衍射單橫模。該光纖激光器這種潔凈的能源更為環保，進一步開展工程化研究，可以滿足國內急需，市場前景十分廣闊。
大功率垂直腔面發射激光器由于其優越的光束質量、二維集成及腔內倍頻等優點。“980nm垂直腔面發射激光器輸出功率的提高”研究項目，提出用兩層n面電極技術改善垂直腔面發射激光器的光束質量，使遠場發散角從30度降低到15度(尚未見到國內外學術刊物對此方法的報道)；在國內首次研制出500mm大直徑高功率VCSEL器件，連續光功率輸出達到2.0W；研制出高功率密度200mm直徑的VCSEL器件，在10ns/100Hz條件下峰值光功率10.0W，光功率密度33.4kW/cm2。它將在激光顯示、生物分析、高密度光存儲、水下通信、激光閱讀、印刷工業等方面有廣泛的應用前景。
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