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日本罗姆开发出利用GaN结晶非极性面的蓝紫色半导体激光

2007-02-05 10:54
络遇
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   日本罗姆开发出利用GaN结晶非极性面的蓝紫色半导体激光元件(发布资料)。能够在室温条件下连续振荡。从其特性表来看,在约55mA的注入电流下能够得到10mW的功率(图1)。振荡波长为404nm。今后将进一步增大振荡波长,力争2007年内开发出绿色半导体激光元件。

  此次的蓝紫色半导体激光元件利用GaN结晶中称为m面的非极性面进行结晶生长。这是通过开发可减少层积缺陷的技术而实现的,而层积缺陷正是过去在利用m面进行结晶生长时存在的问题。一般来说,发光二极管(LED)和半导体激光元件等发光元件,其活性层的层积缺陷越多,光功率就越弱。半导体激光元件的导波路径结构采用了较为典型的尺寸,导波路径宽度为1.5μm,长度为600μm。端面未进行涂布处理。根据特性表来看,进行脉冲振荡时阀值电流预计为28mA,连续振荡时阀值电流约为37mA(图1)。

  采用GaN结晶的蓝紫色半导体激光元件通常利用GaN结晶中称为c面的极性面。所谓非极性面就是指垂直于极性面的法线方向的面。与利用极性面相比,利用非极性面能够降低导致发光效率下降的压电电场,因此从理论上讲能够提高发光效率(压电电场的说明)。同时它还具有可输出偏振光的特点。以美国加州大学圣巴拉拉分校(UCSB)教授中村修二为核心的研究小组等也将目光放到了上述优点上,开发出了利用GaN结晶非极性面的蓝紫色半导体激光元件,并且成功地完成了脉冲振荡。此外,包括罗姆在内,还试制了利用GaN结晶非极性面的LED等产品。

  已被罗姆纳入视野的绿色半导体激光元件的振荡波长为532nm。一般来说,在活性层中使用InGaN的蓝色半导体激光元件要想将振荡波长增大至绿色区域,必须增加InGaN中In的比例。但In的比例增大以后,压电电场就会增强。因此业界尚未发表过绿色半导体激光元件。在激光定位设备中使用的是以振荡波长为1064nm的红外半导体激光元件作为光源,再利用波长转换元件将光波波长转换成532nm的光。由于需要进行波长转换,因此光功率会因此减弱。

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