Forschungsfortschritte bei hochleuchtenden halbleitenden Seitenemissionslasern und deren pulsgetriebene Ansteuerung

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 Leuchtdichte weisen Vorteile wie hohe elektrooptische Umwandlungseffizienz, hohe Strahlqualität und hohe Spitzleistung auf und finden breite Anwendung in Bereichen wie Materialbearbeitung, Medizin und Laserradar. Die gleichzeitige Erzielung hoher Ausgangsleistung und hoher Strahlqualität bei Seitenemissionslasern stellt jedoch weiterhin eine Herausforderung dar und ist ein Forschungsfokus bei Halbleitern mit hoher Leuchtdichte. Dieser Artikel fasst zunächst die in den letzten Jahren nationalen und internationalen Forschungsfortschritt bei leistungsstarken Seitenemissionslasern mit hoher Strahlqualität zusammen, wobei die laterale Modenkontrolle und Optimierung des vertikalen Fernfeldabstrahlwinkels dargestellt werden. Anschließend wird die Pulsantriebstechnik vorgestellt, die zur Verbesserung der Wärmeakkumulation im aktiven Bereich beiträgt, um hohe Spitzleistungen zu erzielen und dadurch eine hochleuchtende Ausgabe zu ermöglichen. Die Spitzenleistung von Mehrzonen-Tunnelkontaktlasern erreicht bei 100 W eine Leuchtdichte von 300 MW·cm-2·sr-1. Der hochleuchtende vertikale breiträumige Seitenemissionslaser (HiBBEE) reduziert den vertikalen Divergenzwinkel im Fernfeld, verbessert die Kopplungseffizienz des optischen Systems und senkt die Kosten für Kollimations- und Fokussierlinsen. Abschließend wird unter Berücksichtigung der Antriebstechnik und der Entwicklungsstand und zukünftigen Anforderungen hochleuchtender Laser ein Ausblick auf die Realisierung leistungsstarker pulsgetriebener Halbleiterlaser gegeben.

关键词

Halbleiterlaser;hohe Leistung;hohe Strahlqualität;hohe Leuchtdichte;Pulsantrieb

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