大功率半導體激光器陣列
綜合介紹了目前半導體大功率激光器普遍采用的材料結(jié)構(gòu)、芯片結(jié)構(gòu)、封裝技術(shù)、散熱致冷技術(shù)以及發(fā)展現(xiàn)狀；給出了當前大功率半導體激光器的研究發(fā)展方向。
 1.引 言 大功率半導體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、功率大、高效率等諸多優(yōu)點，在國民經(jīng)濟的許多領域有重要應用。它已成為工業(yè)、軍事國防等行業(yè)的固體激光器必需的泵浦光源，廣泛應用于激光測距、核爆模擬、激光雷達傳輸、材料加工、微處理、熱處理、打標定位等。大功率激光器還在醫(yī)學上得到廣泛應用，如手術(shù)治療腫 瘤、皮膚治療、牙科治療、光鎮(zhèn)痛和光針灸、光學層析造影（OCT ）等。 2.發(fā)展現(xiàn)狀 半導體大功率激光器陣列的發(fā)展越來越快。其峰值功率不斷上升，連續(xù)狀態(tài)的激光器產(chǎn)品，線陣列的輸出功率也已達到了50W[1]，國外已出現(xiàn)有連續(xù)工作線陣列輸出功率達到 198W 的報道[2]。工作于準連續(xù)狀態(tài)的激光器產(chǎn)品，占空比2℅的線陣列輸出功率達100W，最高的研究報道已達到200W以上[3]。占空比已做到 2 0 ℅，其輸出功率可以做到 70W。在轉(zhuǎn)換效率上，已經(jīng)有了電光轉(zhuǎn)換效率達到 60% 以上[2]，工作壽命達到 20000 小時的報道。并且，器件可以在更高的溫度下工作，而功率、波長等參數(shù)不發(fā)生嚴重的變化。Coherent公司的商用化產(chǎn)品具有很高的性能指標，表1和表2[1]分別給出了該公司器件的工作性能指標。 據(jù)Laser Focus World[4]報道，DPSSL即半導體泵浦固體激光器系統(tǒng)是大功率激光器的最大應用。2001 年 DPSSL 行業(yè)的收入比 2000 年增長了18%，達到了 100 百萬美元。該報道預測 2002 年DPSSL 行業(yè)的增長會達到 23% ，對于泵浦大型的DPSSL 系統(tǒng)（功率為千瓦級）的堆積激光器面陣列，增長更為顯著，達到了 38%。由于半導體激光器陣列越來越顯示出其特有的優(yōu)勢，即光束質(zhì)量高、成本低、可靠性高，千瓦級的半導體激光器陣列大有代替氙燈泵浦的固體激光器，進入工業(yè)材料處理市場的趨勢。同時，2001 年大功率激光器陣列在軍事上的應用也有很大增長。 ......
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