高亮度可扩展的连续波单模光子晶体激光器
Masahiro Yoshida1, Shumpei Katsuno1, Takuya Inoue2
1Department of Electronic Science and Engineering, Kyoto University, Kyoto, Japan.
Nature
|June 14, 2023
概括
研究人员开发了大型光子晶体激光器,实现高功率的单模输出. 这一突破为用紧,高效的半导体替代大型激光器提供了途径.
科学领域:
- 光子学和激光物理
- 半导体激光器
背景情况:
- 传统上,高功率半导体激光器在连续波 (CW) 运行时会出现光束质量差和热不稳定.
- 实现单模,高功率和高光束质量的半导体激光器是关键目标,旨在与传统的大型激光器竞争或取代.
研究的目的:
- 克服传统的高功率半导体激光器的局限性.
- 开发大型光子晶体表面发射激光器 (PCSEL) 以提高光束质量和稳定的CW运行.
主要方法:
- 在光子晶体结构中设计了受控的合和非合.
- 包含预装的格子常数的空间分布,以在CW条件下保持合.
- 使用3mm共振直径的大型PCSEL.
主要成果:
- 达到超过50W的连续波输出功率.
- 证明纯单模振荡,光束偏差为0.05°.
- 达到1GWcm-2sr-1的亮度,相当于大型激光器.
结论:
- 开发的PCSEL可以克服高功率半导体激光器中光束质量差和热不稳定的挑战.
- 这项工作代表了1kW级单模半导体激光器的重要里程碑.
- 这些先进的PCSEL已准备好在各种应用中取代传统的,更庞大的激光系统.


