留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

高功率980 nm垂直腔面发射激光器的亮度特性

丛海兵 宁永强 张星 王贞福 王立军

丛海兵, 宁永强, 张星, 王贞福, 王立军. 高功率980 nm垂直腔面发射激光器的亮度特性[J]. 中国光学, 2010, 3(6): 637-642.
引用本文: 丛海兵, 宁永强, 张星, 王贞福, 王立军. 高功率980 nm垂直腔面发射激光器的亮度特性[J]. 中国光学, 2010, 3(6): 637-642.
CONG Hai-bing, NING Yong-qiang, ZHANG Xing, WANG Zhen-fu, WANG Li-jun. Brightness characteristics of 980 nm high power VCSEL[J]. Chinese Optics, 2010, 3(6): 637-642.
Citation: CONG Hai-bing, NING Yong-qiang, ZHANG Xing, WANG Zhen-fu, WANG Li-jun. Brightness characteristics of 980 nm high power VCSEL[J]. Chinese Optics, 2010, 3(6): 637-642.

高功率980 nm垂直腔面发射激光器的亮度特性

基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(No.60636020,60676034,60476029,60577003,60876036,60706007)

详细信息
    作者简介:

    丛海兵(1983—),男,内蒙古赤峰市人,硕士研究生,主要从事半导体光电子器件方面的研究。 E-mail:cong.haibing@163.com 宁永强(1965—),男,研究员,博士生导师,主要从事新型半导体激光器及其相关物理方面的研究。 E-mail:ningyq@ciomp.ac.cn

    丛海兵(1983—),男,内蒙古赤峰市人,硕士研究生,主要从事半导体光电子器件方面的研究。 E-mail:cong.haibing@163.com 宁永强(1965—),男,研究员,博士生导师,主要从事新型半导体激光器及其相关物理方面的研究。 E-mail:ningyq@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: TN248.4

Brightness characteristics of 980 nm high power VCSEL

  • 摘要: 在循环水冷却(工作环境温度控制在15 ℃)和连续注入电流条件下,从垂直腔面发射激光器(VCSEL)亮度基本定义出发,实验测量了不同注入电流时口径为400 m的高功率980 nm InGaAs/GaAs应变量子阱垂直腔面发射激光器(VCSEL)的亮度特性。结果表明:在注入电流<4 A时,随着注入电流的增加,亮度也跟着增加;当注入电流>4 A时,尽管输出功率在增加,但是器件的光束质量变差,M2因子升高,表明此时影响器件亮度的主导因素是M2因子,所以亮度减小;在注入电流为4 A,输出功率为1.2 W时,亮度达到最大值2.43 kW/cm2sr,此时的光束质量最好,M2因子为207。最后,分析了影响高功率VCSEL器件亮度特性的主要因素,提出了提高器件亮度特性的解决方法。
  • [1] TAKENAKA Y,KUZUMOTO M,YASUI K,et al.. High power and high focusing CW CO2 laser using an unstable resonator with a phase-unifying output coupler[J]. IEEE Quantum Electron,1991,27(11):2482-2487. [2] 郭汝海,李殿军,杨贵龙,等. 大功率TEA CO2激光器非稳腔的设计与实验[J]. 中国光学与应用光学 ,2009,2(3):253-257. GUO R H,LI D J,YANG G L,et al.. Design and experiment of unstable resonator for high power TEA CO2 laser[J]. Chinese J. Opt.d Appl. Opt.,2009,2(3):253-257.(in Chinese) [3] ZHOU R,LI E,LI H,et al.. Continuous-wave, 15.2 W diode-end-pumped Nd:YAG laser operating at 946 nm[J]. Opt. Lett.,2006,31(12):1869-1871. [4] 郭芳,樊仲维,张晶,等. 全固态准连续TEM00模Nd∶ YVO4/LBO绿光激光器[J]. 中国光学与应用光学 ,2009,2(4):358-363. GUO F,FAN ZH W,ZHANG J,et al.. All solid-state quasi-CW Nd∶ YVO4/LBO green laser with TEM00 operation[J]. Chinese J. Opt. Appl. Opt.,2009,2(4):358-363.(in Chinese) [5] GAPONTSEV V,GAPONTSEV D,PLATONOV N,et al.. 2 kW CW ytterbium fiber laser with record diffraction-limitedbrightness . Conference on Lasers and Electro-Optics Europe,Munich Germany,12-17 June 2005:508. [6] 王祥鹏,梁雪梅,李再金,等. 880 nm半导体激光器列阵及光纤耦合模块[J]. 光学 精密工程 ,2010,18(5):1021-1027. WAN G X P,LIANG X M,LI Z J,et al.. 880 nm semiconductor laser diode arrays and f iber coupling module[J]. Opt. Precision Eng.,2010,18(5):1021-1027.(in Chinese) [7] 顾媛媛,冯广智,单肖楠,等. 808 nm和980 nm半导体激光迭阵波长耦合技术[J]. 光学 精密工程 ,2009,17(1):8-13. GU Y Y,FENG G Z,SHAN X N,et al.. 808 nm and 980 nm high power laser diode stack with wavelength coupling[J]. Opt. Precision Eng.,2009,17(1):8-13.(in Chinese) [8] KARLSEN S R,PRICE R K,REYNOLDS M,et al.. 100 W 105 μm 0.15 NA fiber coupled laser diode module[J]. SPIE,2009,7198:71980T. [9] 王烨,张岩,秦莉,等. 高功率半导体激光器列阵封装引入应变的测量[J]. 光学 精密工程 ,2010,18(9):1951-1958. WANG Y,ZHANG Y,QIN L,et al.. Measurement of packaging-indeced strain in high power diode laser bar[J]. Opt. Precision Eng.,2010,18(9):1951-1958.(in Chinese) [10] 顾媛媛,彭航宇,王祥鹏,等 .高功率高亮度半导体激光器件[J]. 红外与激光工程 ,2009,38(3):110-113. GU Y Y,PENG H Y,WANG X P,et al.. High power and high brightness diode laser device[J]. Infrared and Laser Eng.,2009,38(3):110-113.(in Chinese) [11] 李再金,胡黎明,王烨,等. 808 nm含铝半导体激光器的腔面镀膜[J]. 光学 精密工程 ,2010,18(6):1251-1263. LI Z J,HU L M,WANG Y,et al..Facet coating for 808 nm Al-containing semiconductor laser diodes[J]. Opt. Precision Eng.,2010,18(6):1251-1263.(in Chinese) [12] KUZNETSOV M,HAKIMI F,SPRAGUE R,et al.. Design and characteristics of high-power(>0.5 W CW) diode pumped vertical external cavity surface emittin semiconductor lasers with circular TEM00 beams[J]. IEEE Quantum Electron,1999,5(3):561-573. [13] SEURIN J-F,XU G Y,WANG Q,et al.. High-brightness pump sources using 2D VCSEL arrays[J]. SPIE,2010,7615:76150F. [14] HEALY S B,O'REILLY E P,GUSTAVSSON J S,et al.. Active region design for high-speed 850 nm VCSELs[J]. IEEE J. Quantum Electronics,2010,46(4):506-512. [15] LIU G J,BO B X,MA X H,et al.. Study on high power semiconductor laser arrays and output beam shaping[J]. SPIE,2009,7382:738201. [16] SIEGMAN A E. New developments in laser resonators[J]. SPIE,1990,1224:2-14. [17] 李特,宁永强,孙艳芳,等 .980 nm高功率VCSEL的光束质量[J]. 中国激光 ,2007,34(4):641-645. LI T,NING Y Q,SUN Y F,et al.. Beam quality of 980 nm high power vertical-cavity surface-emitting laser[J]. Chinese J. Laser,2007,34(4):641-645.(in Chinese) [18] 宁永强,李特,秦莉,等 .980 nm大功率垂直腔面发射激光器温度和远场分布特性[J]. 红外与激光工程 ,,2008,37(6):984-986. NING Y Q,LI T,QIN L,et al.. Temperature and far-field distribution characteristics of 980 nm high power VCSEL[J]. Infrared and Laser Eng.,2008,37(6):984-986.(in Chinese)
  • [1] 赵晨行, 卢启鹏, 宋源, 龚学鹏, 王依, 徐彬豪.  自由电子激光光束线反射镜无应力夹持设计与分析 . 中国光学, 2020, 13(4): 787-794. doi: 10.37188/CO.2019-0131
    [2] 王艳茹, 冉铮惠, 丁宇洁.  二维线性调频Z变换用于光束质量β因子计算 . 中国光学, 2020, 13(5): 1-10. doi: 10.37188/CO.2020-0079
    [3] 杜悦宁, 陈超, 秦莉, 张星, 陈泳屹, 宁永强.  硅光子芯片外腔窄线宽半导体激光器 . 中国光学, 2019, 12(2): 229-241. doi: 10.3788/CO.20191202.0229
    [4] 闫钰锋, 于洋, 白素平, 倪小龙, 张晖, 于信.  板条激光器光束质量控制技术研究进展 . 中国光学, 2019, 12(4): 767-782. doi: 10.3788/CO.20191204.0767
    [5] 岱钦, 张善春, 杨帆, 宁日波, 李业秋, 乌日娜.  高光束质量高斯非稳腔固体激光器研究 . 中国光学, 2019, 12(3): 559-566. doi: 10.3788/CO.20191203.0559
    [6] Xiao-ying HE, Jian DONG, Shuai HU, Yan HE, Ben-shun LV, Xin-xin LUAN, Chong LI, 安琪 胡, Zong-hai HU, Xia GUO.  High-speed 850 nm vertical-cavity surface-emitting lasers with BCB planarization technique . 中国光学, 2018, 11(2): 190-197. doi: 10.3788/CO.20181102.0190
    [7] Bo-cang QIU, Hai HU MARTIN, Wei-min WANG, Wen-bin LIU, Xue BAI.  Design and fabrication of 12 W high power and high reliability 915 nm semiconductor lasers . 中国光学, 2018, 11(4): 590-603. doi: 10.3788/CO.20181104.0590
    [8] 海一娜, 邹永刚, 田锟, 马晓辉, 王海珠, 范杰, 白云峰.  水平腔面发射半导体激光器研究进展 . 中国光学, 2017, 10(2): 194-206. doi: 10.3788/CO.20171002.0194
    [9] 田锟, 邹永刚, 马晓辉, 郝永芹, 关宝璐, 侯林宝.  面发射分布反馈半导体激光器 . 中国光学, 2016, 9(1): 51-64. doi: 10.3788/CO.20160901.0051
    [10] 王晓燕, 王世刚, 姜秀红, 赵晓琳.  亮度优化立体视频视觉舒适度评价 . 中国光学, 2015, 8(3): 394-400. doi: 10.3788/CO.20150803.0394
    [11] HERMSDORF J?rg, KAIERLE Stefan.  光电偶效应和光束整形对激光稳定气体保护焊接的增益 . 中国光学, 2014, 7(1): 112-117. doi: 10.3788/CO.20140701.0112
    [12] 刘磊, 郭劲, 赵帅, 姜振华, 孙涛, 王挺峰.  随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用 . 中国光学, 2014, 7(2): 260-266. doi: 10.3788/CO.20140702.0260
    [13] 张振荣, 王晟, 李国华, 赵新艳, 叶景峰, 胡志云, 叶锡生.  平面激光诱导荧光实验中激励激光的光束整形 . 中国光学, 2013, 6(3): 359-364. doi: 10.3788/CO.20130603.0359
    [14] 王飞, 谢永杰, 戢运峰, 段刘华, 叶锡生.  一种测量大面积激光束光强分布的复合阵列 . 中国光学, 2012, 5(6): 658-662. doi: 10.3788/CO.20120506.0658
    [15] 王晓铭, 郭劲, 郭汝海, 王挺峰.  大功率TEA CO2非稳腔激光器的远场传输特性 . 中国光学, 2012, 5(6): 671-676. doi: 10.3788/CO.20120506.0671
    [16] 谢冀江, 高飞, 潘其坤, 杨贵龙, 邵春雷, 张来明, 郭劲.  基于光束扫描宽化技术的激光掩模微加工系统 . 中国光学, 2011, 4(6): 654-659.
    [17] 李光鑫, 吴伟平, 胡君.  红外和彩色可见光图像亮度-对比度传递融合算法 . 中国光学, 2011, 4(2): 161-168.
    [18] 戚晓东, 叶淑娟, 张楠, 秦莉, 王立军.  面发射分布反馈半导体激光器及光栅耦合半导体激光器 . 中国光学, 2010, 3(5): 415-431.
    [19] 郭汝海, 李殿军, 杨贵龙, 张来明.  大功率TEA CO2激光器非稳腔的设计与实验 . 中国光学, 2009, 2(3): 253-257.
    [20] 张建伟, 宁永强, 王贞福, 李 特, 崔锦江, 张 岩, 刘光裕, 张 星, 秦 莉, 刘 云, 王立军.  大功率垂直腔面发射激光器中减小p-DBR串联电阻的途径 . 中国光学, 2009, 2(1): 65-70.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3029
  • HTML全文浏览量:  72
  • PDF下载量:  2025
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-11
  • 修回日期:  2010-09-13
  • 刊出日期:  2010-12-20

高功率980 nm垂直腔面发射激光器的亮度特性

    基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(No.60636020,60676034,60476029,60577003,60876036,60706007)

    作者简介:

    丛海兵(1983—),男,内蒙古赤峰市人,硕士研究生,主要从事半导体光电子器件方面的研究。 E-mail:cong.haibing@163.com 宁永强(1965—),男,研究员,博士生导师,主要从事新型半导体激光器及其相关物理方面的研究。 E-mail:ningyq@ciomp.ac.cn

    丛海兵(1983—),男,内蒙古赤峰市人,硕士研究生,主要从事半导体光电子器件方面的研究。 E-mail:cong.haibing@163.com 宁永强(1965—),男,研究员,博士生导师,主要从事新型半导体激光器及其相关物理方面的研究。 E-mail:ningyq@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: TN248.4

摘要: 在循环水冷却(工作环境温度控制在15 ℃)和连续注入电流条件下,从垂直腔面发射激光器(VCSEL)亮度基本定义出发,实验测量了不同注入电流时口径为400 m的高功率980 nm InGaAs/GaAs应变量子阱垂直腔面发射激光器(VCSEL)的亮度特性。结果表明:在注入电流<4 A时,随着注入电流的增加,亮度也跟着增加;当注入电流>4 A时,尽管输出功率在增加,但是器件的光束质量变差,M2因子升高,表明此时影响器件亮度的主导因素是M2因子,所以亮度减小;在注入电流为4 A,输出功率为1.2 W时,亮度达到最大值2.43 kW/cm2sr,此时的光束质量最好,M2因子为207。最后,分析了影响高功率VCSEL器件亮度特性的主要因素,提出了提高器件亮度特性的解决方法。

English Abstract

丛海兵, 宁永强, 张星, 王贞福, 王立军. 高功率980 nm垂直腔面发射激光器的亮度特性[J]. 中国光学, 2010, 3(6): 637-642.
引用本文: 丛海兵, 宁永强, 张星, 王贞福, 王立军. 高功率980 nm垂直腔面发射激光器的亮度特性[J]. 中国光学, 2010, 3(6): 637-642.
CONG Hai-bing, NING Yong-qiang, ZHANG Xing, WANG Zhen-fu, WANG Li-jun. Brightness characteristics of 980 nm high power VCSEL[J]. Chinese Optics, 2010, 3(6): 637-642.
Citation: CONG Hai-bing, NING Yong-qiang, ZHANG Xing, WANG Zhen-fu, WANG Li-jun. Brightness characteristics of 980 nm high power VCSEL[J]. Chinese Optics, 2010, 3(6): 637-642.
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回