대면적 고출력 940 nm 포토닉 크리스털 면 방출 레이저

TANG Yingxiang ,  

WANG Chao ,  

XIAO Yao ,  

ZHANG Zhicheng ,  

LUO Chen ,  

ZHONG Chongxi ,  

ZHANG Yan ,  

ZHAO Wu ,  

LI Shunfeng ,  

WANG Wenxin ,  

WANG Jun ,  

摘要

포토닉 크리스털 면 방출 레이저(PCSEL)는 밴드 가장자리 공명 효과를 이용해 대면적에서 코히어런트 발진을 실현할 수 있으며, 고휘도 단모드 발진이 가능한 새로운 유형의 반도체 레이저입니다. 이는 PCSEL이 라이다 및 3D 센싱 분야에서 좋은 응용 전망을 갖게 합니다. 본 논문에서는 정방 단결정 비대칭 원뿔형 공기공 구조의 PCSEL을 설계하였으며, 포토닉 크리스털 점유율을 증가시켜 기저 모드와 고차 모드 간 임계값 차이를 높여 대모드 면적에서 고출력 단모드 레이저 출력을 구현하였습니다. 실험 결과, 개발된 940 nm PCSEL은 10 μs 펄스 펌핑 하에서 출력 전력이 5.1 W에 도달하였고, 기울기 효율은 0.43 W/A이며, 원거리지장에서 1° 발산각의 단일 엽 분포를 나타내고 80% 편광도의 선형 편광 특성을 보였습니다. 더 나아가 5 ns 펄스 조건에서는 출력 전력이 35 W에 이르렀습니다. 본 장치의 개발은 라이다 시스템에 좋은 광원을 제공할 수 있습니다.

关键词

포토닉 크리스털 면 방출 반도체 레이저; 고출력; 비대칭 원뿔형

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