Forschungsfortschritte bei hochhellen Seitenemissions-Halbleiterlasern und ihrer gepulsten Antriebstechnik

GAO Xiang ,  

LIU Xiang ,  

XUE Xiaoe ,  

CUI Xiaoning ,  

ZHENG Sirui ,  

SANA Fatima ,  

WANG Lijie ,  

TONG Cunzhu ,  

TIAN Sicong ,  

BIMBERG Dieter ,  

摘要

Halbleiter-Seitenemissionslaser mit hoher Helligkeit zeichnen sich durch hohe elektrooptische Umwandlungseffizienz, hohe Strahlqualität und hohe Spitzenleistung aus und finden breite Anwendung in der Materialbearbeitung, Medizin und beim Laser-Radar. Die Realisierung von Seitenemissionslasern, die sowohl hohe Ausgangsleistung als auch hohe Strahlqualität vereinen, stellt jedoch eine Herausforderung dar und ist ein Schwerpunkt der Forschung an hochhellen Seitenemissions-Halbleiterlasern. Zunächst werden die jüngsten in- und ausländischen Forschungsfortschritte zu leistungsstarken, strahlqualitätsstarken Seitenemissionslasern zusammengefasst sowie Methoden zur lateralen Modenkontrolle und Optimierung des vertikalen Fernfeldabstrahlwinkels dargestellt. Anschließend wird die Pulsantriebstechnik vorgestellt, die dazu beiträgt, die thermische Ansammlung im aktiven Bereich zu verbessern und hohe Spitzenleistungen zu erzielen, um eine hochhelle Ausgabe zu realisieren. Mehrfach aktive Tunnel-Übergangs-Laser erreichen bei einer Spitzenleistung von 100 W eine Helligkeit von 300 MW·cm-2·sr-1, und der hochhelle vertikale Breitraum-Seitenemissionslaser (HiBBEE) kann den vertikalen Fernfeldabstrahlwinkel verringern, wodurch die Kopplungseffizienz des optischen Systems verbessert und die Kosten für Kollimations- und Fokussierlinsen gesenkt werden. Abschließend wird unter Berücksichtigung des Entwicklungsstands der Antriebstechniken und der zukünftigen Bedürfnisse ein Ausblick auf die Realisierung hochleistungsfähiger, gepulster hochheller Halbleiterlaser gegeben.

关键词

Halbleiterlaser; hohe Leistung; hohe Strahlqualität; hohe Helligkeit; gepulster Antrieb

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