Page 14 - LFWC_SepOct2017_eMag
P. 14
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