高亮度超对称横相合的渐式激光二极管

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 半导体设备物理 半导体设备物理

背景情况:

• 半导体激光器对于各种应用至关重要.
• 提高半导体激光器的输出功率和亮度仍然是一个关键的挑战.
• 高级模式竞争可能会降低激光器的性能.

研究的目的:

• 引入一种新的激光二极管配置,同时提高输出功率和亮度.
• 为了抑制横向的高阶模式竞争.
• 为了改善增益和光学场之间的空间重叠.

主要方法:

• 开发一个超对称的横相合的阶段式形激光二极管 (STC-STLD) 结构.
• 运载体和光学场的单独封闭.
• 使用被动超对称横向合结构来管理更高阶模式.
• 采用渐进式缩设计,用于横向载体封闭和模式重叠优化.

主要成果:

• 在连续波 (CW) 操作下,在4.4A驱动电流下达到4.6W的输出功率.
• 证明了6.2 W·mm^-1·mrad^{-1的特殊侧面亮度.}
• 达到149.6 MW·cm-2 的亮度.
• 成功地抑制了横向的高阶模式竞争.

结论:

• STC-STLD配置有效地提高了半导体激光器的输出功率和亮度.
• 该设计允许更宽的主波导,增加基本模式大小和输出功率.
• 阶段式缩设计优化了载体分布,以改善模式重叠和激光性能.