我國新研制出980nm大功率VCSEL

    由中國科學院長春光機所和中國科學院物理所共同承擔的知識創(chuàng)新工程項目“980nm大功率重直腔表面發(fā)射激光器”，日前在長春通過鑒定。以周炳琨院士等組成的專家組一致認為：首次研制成功的這種大垂徑高功率垂直腔表面發(fā)射激光器件，達到了國際領(lǐng)先水平。

　　據(jù)該項目組負責人，長春光機所王立軍研究員介紹，垂直腔表面發(fā)射激光器作為半導體激光技術(shù)中的新型器件，相對傳統(tǒng)的邊發(fā)射半導體激光器具有光束質(zhì)量好、易于制作大規(guī)膜集成列陣等優(yōu)點。在通訊、加工、醫(yī)療、顯示等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景，目前，國際垂直腔表上面發(fā)射半導體激光器方面的研究主要集中在面向光通訊應用的850nm波段小功率器件，并已經(jīng)商品化，而980nm高功率激光的報道還很少。

　　面對高功率垂直腔表面發(fā)射激光器的未來發(fā)展趨勢和國民經(jīng)濟建設(shè)的實際需求，長春光機所與中科院物理所強強聯(lián)合，開展了“980nm高功率垂直腔面發(fā)射激光器研究”的科技功關(guān)。他們在總結(jié)以往工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，攻克了一系列關(guān)鍵工藝技術(shù)，建立了高功率垂直腔面發(fā)射激光器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論模型，采用能帶理論計算了量子阱光增益、最佳摻雜濃度；用有限元法首次研究了底發(fā)射結(jié)構(gòu)電極間距的最佳距離等；在國際上首次采用高導熱A1203薄膜鈍化技術(shù)減少非輻射復合降低器件閾值電流；首次采用氧化鉿多層膜組合技術(shù)制備高透過率出光窗口等，促使研究工作取得了突破性進展，在國際上首次研制出500μm、600μm、700μm大直徑高功率垂直腔表面發(fā)射激光器件，連續(xù)波光功率輸出均為1.95瓦。研制出200μm直徑VCSEL器件，10ns條件下峰值光功率10.5瓦，光功率密度33.4kW/cm2；300μm直徑VCSEL器件連續(xù)波光功率輸出1.11瓦，光功率密度1.57 kW/cm2；上述指標均高于國際報道的同類器件。與此同時，通過高溫快速老化方法實驗，器件的壽命達到4500小時。