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Cover Story  封面故事



                 激光器的输出功率,可以提高到瓦级                     然后该牺牲层在第二步蚀刻工艺                组装膜激光器
                 范围。   [4]                         中去除,仅在硅载体晶片上留下有源                     在两个 0.5mm 厚的单晶金刚石
                     先决条件包括热沉和碟片之间良                区(见图 1)。胶溶解后,可以通过其               窗口之间,使用具有五组四个 GaInP
                 好的光学和热接触(通过液体毛细管                  中的一个热沉衬底“拾起”自由浮动                 量子阱的膜在 RPG 布置中挤压,首
                 或化学键合,或简单地通过机械压                   膜。                               次展示了膜外腔表面发射激光器
                 力),以及由于热沉(通常由单晶碳                     然后将顶部具有膜的热沉转移到 (MECSEL)的运行,在 657nm 波长
                 化硅或金刚石制成)的吸收、散射或                  样品夹持器,其中使用轴环螺母将第                 处具有 595mW 的输出功率(见图 3
                 双折射引起的低插入损耗。如果想要                  二衬底放置在第一衬底的顶部上,以                 和图 4)。在 532nm 波长、以 3.7W 的
                 使用最少的量子阱来保持低透明度和                  施加一些压力(见图 2)。在拧紧螺母               入射功率泵浦,在 3.0W 的吸收功率
                 低激光阈值功率密度,那么降低谐振                  时,热沉 / 液体 / 膜界面的反射和干             下,MECSEL 的性能仅受到热致功率
                 腔的损耗尤其重要。                         涉效应消失,意味着光学接触。                   崩溃的限制。      [6]
                     下一个逻辑步骤是放弃 DBR,并                 有源区的设计与标准半导体碟片                    相对于入射功率测量的斜率效率
                 将有源区膜夹在两个热沉之间。这样, 激光器的设计非常相似。由于膜和热                                 为 22%,测量条件为 4%的输出耦合、
                 每个热沉仅处理原有功率的一半,并                  沉之间的折射率差异(相对较小), 10℃的热沉温度。从 7nm 宽的激光
                 且碟片内热流的最大距离也减少了一                  仍然有一些驻波贡献于电场,进而对                 光谱(腔和RPG谐振相对较弱的结果)
                 半。因此,有源区内的最大温升应该                  膜中的强度进行调制。                       可以看出,这些激光器的调谐范围相
                 减少 2-4 倍,具体取决于温度梯度主                  对于具有最大增益的谐振设计, 当大。
                 要在碟片外部还是内部产生。                     必须仔细考虑膜的厚度,并且量子阱                     除了最大限度地除热,最小化热
                     对于给定的最大工作温度,热沉                或量子点应在碟片内强度分布的波腹                 负荷是提高碟片激光器性能的另一个
                 三明治允许设计扩展到更大的泵浦点                  处周期性地封装,以最大化谐振周期                 选择。以比激光波长短 5%-10% 的波
                 尺寸,对更低效率的一维冷却具有更                  增益(RPG)。                         长直接泵浦量子阱,可以使热负荷减
                 大的贡献。如果每单位面积的冷却能                     最简单的外部谐振器近似于同心                少 2-4 倍。然后,需要多程泵浦以确
                 力放松至一半,则泵浦点直径可以                   腔,其中束腰处的三明治通常对应于                 保高吸收效率。
                 2-3 倍大,转化为 4-5 倍大的输出功             谐振器轴线,散热器的外侧具有减反                     由于内部谐振在这种最小化热负
                     [5]
                 率。 这样,不再需要生长晶格匹配                  射(AR)镀层。DBR 对屏障泵浦的               荷配置中相当薄弱,所以当适应透射
                 的 DBR 反射镜,可以对有源区使用                泵浦波长显然没有限制,也就是说, 碟片形式时,MECSEL 需要外部多程
                 更宽范围的材料组成,从而增加可用                  在有源区域中不被吸收的泵浦辐射部                 光学器件。这可以简单地将膜两侧的
                 激光波长的范围。                          分简单地传输,并且如果需要,可以                 两个标准(反射)多程光学元件组合
                                                   容易地通过外部反射镜在膜上再次成                 在一起。
                 膜的制造                              像,实现第二程吸收。                           另一种选择是使用透射光学元件
                     为了制造热沉 / 膜 / 热沉三明治,                                            将光束在各程之间移动,与任一端                               ——降低系统设计成本!!
                 开发了一种需要从衬底分离有源区                                                    的抛物面镜组合。由于不需要 DBR
                (通常为几百纳米厚)并将其安装到                                                    镜,使用这些膜激光器可能可以获                                                                 利用 PicoBlade®2,可将您的最苛刻的微加工应用的生产率提高40%。
                 热沉之间的工艺。                                                           得新的波长范围。特别是铝镓铟氮                                                                 PicoBlade 2——我们的智能控制、全功能            部触发,而该外部触发的定时抖动仅为
                                                                                                                                                                    皮秒激光器——能以最高的精度和可靠性加                 ±25纳秒,同时维持稳定精确的脉冲能量
                     为了实现这一点,在有源区和所                                                 化物(AlGaInN)系统到达蓝光 / 近
                                                     590 nm                                                                                                         工几乎所有的材料的完美工具。经过优化                  ——这对处理复杂的异型加工应用至关重要。
                 需的牺牲层外延生长之后,将晶片切                                                   紫外光谱区域,其中 DBR 由于 GaN                                                            设计的最新 PicoBlade 平台与我们的第一
                                                                                                                                                                    代激光器拥有同样高的灵活性,而且封装                               想要更全面地了解?
                 割成块,并将外延胶合到硅载体上。                                                   和 AlN 的晶格常数非常不同,以及
                                                                                                                                                                    更小,极大简化了系统集成难度。                                        下载AccuTrig 白皮书,查找
                 在衬底和有源层之间的砷化铝(AlAs)                                                AlInN 相对于 AlGaInN 材料体系的低                                                        AccuTrig™ 独特的智能控制、高速变频功                          PicoBlade 2 是如何改善您的
                 牺牲层,可以通过湿法化学蚀刻完全                  图3:扫描电子显微镜(SEM)图像显示590nm厚        折射率对比度而难以实现。目前,基                                                                能使 PicoBlade 2 能够提供真正的实时外           微加工应用和结果。
                                                   的自支撑膜;以每组4个量子阱、总共5组排列的20
                 去除衬底。                             层量子阱层,在图中显示为较浅的条纹。               于 AlGaInP 的激光器由于 DBR 吸收

                                                                                                                                                                                            提高先进制造的效益
                 12 Sep/ Oct  2017                                 www.laserfocusworld.com.cn    Laser Focus World China   激光世界
                                                                                                                                                                    WWW.LUMENTUM.CN    |   CUSTOMER.SERVICE@LUMENTUM.COM   |   +1 844 810 LITE 	5483
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