半導體(ti) 激光器作為(wei) 投影儀(yi) 、顯示器等影像設備以及照明、汽車前照燈的新光源備受關(guan) 注。而要想用於(yu) 這些用途，輸出功率需要達到1W以上，也就是實現“W（瓦）級”的高功率。現在的藍色和綠色高功率半導體(ti) 激光器實力如何呢？在LED及半導體(ti) 激光器等發光元件國際會(hui) 議“LEDIA’15”（太平洋橫濱國際會(hui) 展中心，2015年4月22～24日）上，生產(chan) LED及半導體(ti) 激光器等發光元件的知名企業(ye) 日亞(ya) 化學工業(ye) 和德國歐司朗光電半導體(ti) （OSRAM Opto Semiconductors）分別介紹了各自的最新研發成果。

以振蕩波長532nm連續振蕩，光輸出功率超過0.8W

日亞(ya) 化學工業(ye) 介紹了采用直徑value="9" unitname="mm">9mm CAN封裝的綠色半導體(ti) 激光器和藍色半導體(ti) 激光器。綠色半導體(ti) 激光器方麵，日亞(ya) 化學介紹了振蕩波長為(wei) 520nm、525nm、532nm的3種產(chan) 品的特性。其中，532nm品的特性非常具有衝(chong) 擊性。

532nm是綠色激光器一般采用的波長。一般不是由半導體(ti) 元件直接受激產(chan) 生綠色激光，而是通過“SHG元件”將波長為(wei) 1064nm的紅外激光轉換成532nm的激光。

利用半導體(ti) 激光器直接發射出532nm激光是非常困難的。藍色和綠色半導體(ti) 激光器一般是在發光的“活性層”采用InGaN的GaN類半導體(ti) 激光器。日亞(ya) 化學工業(ye) 的藍色和綠色半導體(ti) 激光器也是這樣的。

采用InGaN的激光器在將藍色光轉換成長波長的綠色光時，會(hui) 提高In組成比。這在技術上很難提高光輸出功率。日亞(ya) 化學工業(ye) 改善了綠色半導體(ti) 激光器的特性，采用振蕩波長532nm，在驅動電壓（Vf）4.72V、驅動電流（If）value="1.6" unitname="a">1.6A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下連續振蕩時，實現了0.87W的光輸出功率。雖然光輸出功率還不到1W，但在振蕩波長為(wei) 532nm的綠色半導體(ti) 激光器中已經很高了。

另外，此次發布的綠色半導體(ti) 激光器采用了GaN類半導體(ti) 激光器一般采用的GaN結晶的“c麵”、也就是“極性麵”。這證明即使不采用容易提高綠色半導體(ti) 激光器輸出功率的GaN結晶的“半極性麵”和“非極性麵”，也可以獲得接近1W的光輸出功率。現在，半極性及非極性麵的GaN基板都很小，難以提高生產(chan) 效率，因此很難降低成本。因此，日亞(ya) 化學工業(ye) 選擇了c麵。

532nm產(chan) 品的發光效率“WPE（插頭效率，光輸出功率除以輸入功率）”約為(wei) 11.5％。閾值電流為(wei) value=".28" unitname="a">0.28A，閾值電流密度為(wei) 1.55kA/cm2。

另外，532nm波長在色域標準“ITU-R BTvalue=".202" unitname="”">.2020”所規定的色域中是綠色的標準波長，因此日亞(ya) 化學工業(ye) 認為(wei) ，轉換成532nm波長對影像設備用途至關(guan) 重要。

520nm產(chan) 品的效率達到15％以上

此外，520nm產(chan) 品和525nm產(chan) 品的特性如下。520nm產(chan) 品在Vf4.56V、Ifvalue="1.6" unitname="a">1.6A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率達到1.22W。WPE為(wei) 約16.7％。閾值電流為(wei) value=".2" unitname="a">0.2A，閾值電流密度為(wei) 1.11kA/cm2。

525nm產(chan) 品在Vf4.67V、Ifvalue="1.6" unitname="a">1.6A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率達到1.12W。這時的WPE為(wei) 約15％。激光器的諧振腔長度（L）為(wei) value="1.2" unitname="mm">1.2mm，條帶寬度（W）為(wei) 15μm。閾值電流為(wei) value=".205" unitname="a">0.205A，閾值電流密度為(wei) 1.14kA/cm2。525nm產(chan) 品已開始供應樣品，並且已在2014年10月舉(ju) 行的光技術和相關(guan) 產(chan) 品展會(hui) “InterOpto value="2014" unitname="”">2014”上展出（參閱本站報道）。此次公布了詳細的性能參數。

日亞(ya) 化學工業(ye) 還介紹了綠色半導體(ti) 激光器的壽命。如果將表麵溫度為(wei) value="60" unitname="℃">60℃時振蕩後光輸出功率減半的時間作為(wei) 壽命，那麽(me) 525nm產(chan) 品的壽命為(wei) 2萬(wan) 5000小時。這是根據利用驅動電流固定在value="1.6" unitname="a">1.6A的“ACC”驅動1000小時的結果推斷的。

藍色半導體(ti) 激光器的光輸出功率達到4W

藍色半導體(ti) 激光器方麵，日亞(ya) 化學工業(ye) 公布了正在開發的4W（連續振蕩時）產(chan) 品的性能參數。2013年開發的藍色半導體(ti) 激光器的光輸出功率為(wei) 3.5W，新產(chan) 品的輸出功率提高了10％以上。

4W產(chan) 品的振蕩波長為(wei) 455nm，在Vf4.2V、Ifvalue="2.5" unitname="a">2.5A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率為(wei) 4.1W。這時的WPE為(wei) 約39％。激光器的諧振腔長度（L）為(wei) value="1.2" unitname="mm">1.2mm，條帶寬度（W）為(wei) 35μm。閾值電流為(wei) value=".286" unitname="a">0.286A，閾值電流密度為(wei) 0.68kA/cm2。

日亞(ya) 化學工業(ye) 還公布了藍色半導體(ti) 激光器的壽命。如果將表麵溫度為(wei) value="60" unitname="℃">60℃時振蕩後光輸出功率減半的時間作為(wei) 壽命，那麽(me) 藍色半導體(ti) 激光器的壽命為(wei) 2萬(wan) 5000小時。

成本是LED的5倍多

歐司朗光電半導體(ti) 展示了藍色半導體(ti) 激光器的最新研究成果。在驅動電流為(wei) value="3" unitname="a">3A的室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率為(wei) 約4.1W。這時的WPE為(wei) 約35％。

該公司的高功率藍色半導體(ti) 激光器產(chan) 品有的已被汽車前照燈采用。今後，除汽車前照燈外，要想在所有照明中普遍使用，不僅(jin) 要改善性能，還要降低成本。

比如，與(yu) 5000lm的白色LED照明相比，花1美元成本能獲得的亮度，LED超過500lm，而藍色半導體(ti) 激光器不到100lm。也就是說，要想獲得相同的lm值，藍色半導體(ti) 激光器所花費的成本是LED的5倍多。