山东华光技术总监朱振：高可靠性无铝有源区半导体激光器

2020年9月14日，由OFweek激光网承办的“OFweek 2020（第十七届）先进激光技术应用峰会暨‘维科杯’激光行业年度评选颁奖典礼”在上海西郊庄园丽笙大酒店圆满落幕。在下午的智能制造专场，山东华光光电子股份有限公司技术总监朱振随后登台，他演讲的主题是“高可靠性无铝有源区半导体激光器”。

华光光电技术总监 朱振

目前半导体激光器主要应用在泵浦源、智能传感、医疗健康以及娱乐显示四大方面。国内工业加工使用光纤和固体激光器，其中915／976nm是光纤激光器泵浦源，808／878nm是固体激光器泵浦源。半导体泵浦碱金属激光是以高功率半导体作为泵浦源，以碱金属饱和流动蒸气作为增益介质的气体激光器，具有体积小、高效、全电驱动的优势，是一种非常有潜力的高能激光器。

在智能传感方面，主要利用激光的散射和反射原理，用于激光测距、自动驾驶、机器识别等行业。在医疗健康方面，GaAs基半导体激光器的应用最广，由于激光对皮肤的穿透和毛囊的吸收，广泛用于美容行业。此外，激光器还广泛用于显示和投影、舞台灯、激光秀等领域。

激光技术已经成为底层支撑核心技术，与人类社会与科学探索息息相关。

朱振认为，巨大的市场需求和广泛的实际应用对器件的性能提出更高要求，也成为提高大功率激光器性能的强大驱动力。半导体激光器是一种电注入发光器件，主要包括三个过程：电的注入、电子转换成光子、光的传播及发射，其关键制备技术也是为了这三个过程服务的。实现半导体激光器高功率、高效率输出有多个关键技术，其中激光器结构设计、高质量外延材料生长及腔面处理技术是重点。

国外先进的半导体激光器技术及产品主要掌握在一些实力雄厚的企业中，国内的半导体激光器一般依靠高校及研究所，在企业中实现技术转化，近几年得到快速发展。目前基于GaAs衬底的780－880nm系列的半导体激光器芯片在市场需求牵引下向高功率发展迅速，已经突破影响激光器的寿命和可靠性问题，实现了从材料、芯片、模组全链条实用化。在8xxnm波段，国内研究较多，在功率及转换效率上同国外差距不大。

关于半导体激光器的展望，朱振表示还需要进一步优化材料生长与结构设计，改善材料质量降低损耗，提升短波长激光器的发光效率；进一步优化激光器的端面膜制备技术，提升输出功率；进一步优化半导体激光器的光束质量和光路设计，提升模块封装的转换效率，降低成本。

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