激光二極管的特長在於(yu) 輸出藍光或紅光，但在綠光波段激光二極管的表現並不盡人意。盡管可以將微型二極管泵浦的固態激光器與(yu) 非線性晶體(ti) 相結合，獲得綠光激光筆等裝置，但這些產(chan) 品遠比相應的紅光產(chan) 品的尺寸更大，並且價(jia) 格昂貴。

廉價(jia) 、可靠的綠光激光二極管不僅(jin) 能用於(yu) 製造微型激光筆，而且還能用於(yu) 製造能夠集成到手機或其他小型低功耗設備中的、真正的微型激光投影儀(yi) 。一些公司及大學的研究小組正熱衷於(yu) 采用多種方式研究這一課題。

InGaN方法

一種產(chan) 生綠光的方法是利用現有的藍光二極管技術，並將該技術發揮到極限，也即利用InGaN作為(wei) 半導體(ti) 材料。盡管業(ye) 界還沒有通過該方法獲得純綠光輸出，但通過該方法製成的藍綠光激光二極管已經具備了良好的性能。德國歐司朗公司的研究人員已經生長出幾乎沒有缺陷的富含銦的InGaN量子阱，室溫條件下，由此製成的電驅動激光器能獲得高達70mW的脈衝(chong) 輸出峰值功率。[1]

該增益引導激光器在商品化的c平麵GaN襯底上製成，腔鏡膜層反射率分別為(wei) 50%和95%。激光器輸出波長為(wei) 498nm，25°C時閾值電流密度為(wei) 6.2kA/cm2，閾值電壓6.0V，斜率效率650mW/A。研究人員預計，閾值電流密度可進一步減小，從(cong) 而無需改變量子阱中銦的含量，就可以將輸出波長移到更長波段。

另一方麵，日本ROHM公司的工程師們(men) 已經製造出非極性m平麵電泵InGaN多量子阱激光二極管。該激光器在499.8nm波長最大輸出連續光功率為(wei) 15mW。[2]該激光器有兩(liang) 個(ge) 版本，它們(men) 的前端鏡的反射率分別為(wei) 70%和97%（後端鏡的反射率均為(wei) 99%）。前端鏡反射率為(wei) 70%的激光器，其輸出峰值功率為(wei) 30mW，對應的波長為(wei) 492.8nm；前端鏡反射率為(wei) 97%的激光器，其輸出峰值功率為(wei) 15mW，對應的波長為(wei) 499.8nm。兩(liang) 種激光器都是多縱模運轉，波長範圍1～2nm，近場光場分布均為(wei) 單橫模。輸出波長較長的激光器的閾值電流密度為(wei) 3.1kA/cm2，閾值電壓為(wei) 5.9V，斜率效率為(wei) 50mW/A。

圖：InGaN激光二極管能獲得500nm激光輸出（藍綠光）。進一步減小閾值電流密度能獲得更長的輸出波長。如果輸出波長能達到520nm（綠光），這些激光器將成為(wei) 微型投影儀(yi) 的核心部件。

前端鏡反射率為(wei) 70%及97%的激光器發射波長隨泵浦電功率的增加而增加，增長斜率分別為(wei) 4.56nm/W及4.34nm/W。ROHM公司的研究人員表示，要想獲得穩定的輸出波長，需要增加斜率效率或減小驅動電壓。

新材料方法

盡管利用非InGaN材料製造綠光激光二極管更加不切實際，但是多年來，日本Sophia大學的研究人員一直在利用不同的II-VI族半導體(ti) 化合物在InP襯底上製造激光二極管以及發光二極管（LED）。他們(men) 的最新成果是在InP襯底上製造（MgSe）/（BeZnTe）超晶格包層以及BeZnSeTe有源層，從(cong) 而製成光泵的激光二極管。該激光器能夠輸出548nm的真正綠光。[3]

該激光二極管由波長為(wei) 355nm的三倍頻Nd:YAG脈衝(chong) 激光在室溫下泵浦。在泵浦脈寬為(wei) 5ns、重複頻率為(wei) 20Hz的條件下，當激發功率密度達到76.6kW/cm2以上時，可獲得綠光輸出。

研究人員根據76.6kW/cm2閾值激發功率密度條件下計算的閾值載流子密度數，估算電泵BeZnSeTe有源層需要的電流密度。他們(men) 的估算結果在0.22～0.73kA/cm2之間，具體(ti) 取決(jue) 於(yu) 包層至有源層的載流子注入效率假定的不同值。研究人員認為(wei) 即使是0.73kA/cm2的閾值電流密度，也可以與(yu) 商品化的紅光激光二極管相比擬，並且要小於(yu) 商品化藍光激光二極管的閾值電流密度。這表明BeZnSeTe可以作為(wei) 綠光激光二極管有源層的候選之一。

參考文獻：
1. D. Queren et al., Appl. Phys. Lett. 94, p. 081119 (2009).
2. K. Okamoto et al., Appl. Phys. Lett. 94, p. 071105 (2009).
3. I. Nomura et al., Appl. Phys. Lett. 94, p. 021104 (2009).