激光行业2013年2月热门技术汇总

2013-03-06 10:09

　　8、泵浦用大功率半导体激光器研制与应用发展状况

　　1962年，第一只同质结砷化镓半导体激光器(LD)问世，1963年，美国人纽曼就首次提出了用半导体作为固体激光器泵浦源的构想，并利用GaAs二极管在865～890nm的辐射激发Nd：CaWO4得到了1.06μm的荧光输出。当时，二极管的各项性能还很差，效率低，阈值高，而且只能在低温77K下运转。1978年量子阱激光器概念的提出，是半导体激光器泵浦全固化固体激光器(DPSSL)发展历史上的一个里程碑。由于量子阱激光器的出现，使得LD的增益系数提高，而且在室温下阈值电流减小，线宽变窄，效率提高，极大地推动了DPSSL的发展。1985年，激光二极管泵浦Nd：YAG获得80mW、1.06μm单模输出，总效率为8%。1987年，横向泵浦棒状Nd： YAG得到21W 的峰值输出。同年，LD列阵泵浦板条Nd：YAG得到峰值功率70kW 的巨脉冲输出。1997年，日本Mitsubishi Electric 公司的研究人员采用侧面泵浦Nd： YAG 棒结构，得到了80W基模输出，光—光转换效率为20.7% ，电光效率为8.06%。

　　半导体激光器泵浦的激光器

　　适合LD泵浦的激光晶体，必须具备以下三个条件：较宽的泵浦吸收带与现有的大功率激光二极管的发射带相匹配，而且吸收带越宽， LD结温变化对激光输出影响越小；激活离子有较长的荧光寿命，亚稳态能级上能积累更多的粒子，有利于储能和器件的输出功率的提高；激光晶体还要具有大的激光跃迁截面，σ大的晶体易实现激光振荡。适合LD泵浦的晶体有几十种，它们一般都具有锐荧光谱线、较宽的吸收带和大的发射截面的特点，但于具体应用而言，必须将晶体的物理、化学、热学和光谱学性能有机结合，综合考虑，而不能单独追求某一项性能指标，这样才能满足器件整体的稳定性和可靠性的要求。表1列出了部分适合LD泵浦的激光晶体。

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