激光技術是20世紀“新四大發明”之一,同時也是“世界工業(ye) 4.0”、“中國製造2025”製造業(ye) 革命的重點發展方向,隨著我國工業(ye) 加工、生物醫學美容、高速光通信、機器視覺與(yu) 傳(chuan) 感、激光顯示、激光照明等行業(ye) 的快速發展,國內(nei) 對激光的需求快速增長。激光芯片是激光產(chan) 業(ye) 發展不可或缺的核心器件,是整個(ge) 激光產(chan) 業(ye) 鏈的技術核心,但我國激光芯片行業(ye) 起步較晚,與(yu) 國外企業(ye) 相比,整體(ti) 競爭(zheng) 力不足。在國際政治經濟形勢多變、國內(nei) 製造業(ye) 轉型升級的背景下,激光芯片國產(chan) 化替代迫在眉睫。
長光華芯自2012年成立以來一直堅持自主研發和生產(chan) 高功率激光芯片,先後推出的9XXnm 15W、20W、25W單管芯片經過多年工業(ye) 市場的檢驗,已經獲得了市場的廣泛信任和認可。
為(wei) 滿足市場需求,提高激光器泵源的輸出功率和價(jia) 格功率比,長光華芯全新推出9XXnm 28W半導體(ti) 激光芯片,該產(chan) 品在性能指標和可靠性方麵都得到很大提升。
01性能指標達到國際先進水平
提高功率及效率
半導體(ti) 激光器的輸出功率及效率主要受到激光器閾值、斜率和高電流功率Rollover等因素的影響,長光華芯通過優(you) 化外延結構設計有效避免高電流Rollover並提升光電轉換效率。
1.效率提高
通常通過降低PN結的摻雜濃度來降低閾值,提高斜率,而過低的摻雜濃度會(hui) 導致PN結電阻增加,芯片電壓升高。為(wei) 解決(jue) 閾值、斜率與(yu) 電壓的優(you) 化平衡問題,我們(men) 優(you) 化了非對稱大光腔結構波,增加波導層厚度,精細的設計了摻雜濃度在PN結不同區域的分布,減小光場與(yu) 高摻雜限製層中自由載流子的交疊,從(cong) 而減小吸收損耗,以保證在降低閾值、提高斜效率時電壓基本保持不變,從(cong) 而提高芯片效率。
2.避免高電流Rollover
高電流打彎主要源於(yu) 高電流注入時內(nei) 量子效率降低。我們(men) 通過優(you) 化激光結構增益區附近材料的能帶結構,提高PN結注入電子的限製能力的方式,增強了高電流注入時的量子效率,有效避免了高電流打彎現象。
提高光束質量,提高亮度
長光華芯通過反波導、微結構修飾工程的方法,增加高階模式的散射損耗,抑製高階側(ce) 模,提高激光器芯片的光束質量,提高亮度,目前長光華芯單管芯片達到慢軸95%能量發散角9°,亮度大於(yu) 80MW/cm2sr。
通過對種種影響因子的有效處理和防範,長光華芯自主研發的單管芯片已達到商用28W功率輸出,測試功率達到30W以上,慢軸95%能量發散角9°,亮度大於(yu) 80MW/cm2sr,效率達到65%,多項性能指標達到國際領先水平。
02 高可靠性,滿足工業(ye) 市場需求
在追求更高輸出功率和轉換效率的同時,滿足工業(ye) 市場對激光器壽命的更高要求也是我們(men) 不懈努力的方向。
腔麵處理技術是決(jue) 定高功率半導體(ti) 激光芯片可靠性和工業(ye) 化應用的關(guan) 鍵,激光器芯片的功率增加伴隨芯片的結溫和腔麵光功率密度的增加,對腔麵抗損傷(shang) 能力提出更高的要求。長光華芯在特殊腔麵處理關(guan) 鍵技術多年積累的基礎上,提高自主研發設備的工藝水平,研發新型腔麵處理技術,提高腔麵處理的控製質量水平,提高腔麵的抗光學災變損傷(shang) 的能力,以保證28W高功率激光芯片滿足工業(ye) 市場對激光器壽命的要求。
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