Laser à semi-conducteurprésente les avantages d'une petite taille, d'un poids léger, d'une efficacité de conversion électro-optique élevée, d'une grande fiabilité et d'une longue durée de vie. Il a des applications importantes dans les domaines de la transformation industrielle, de la biomédecine et de la défense nationale. En 1962, des scientifiques américains ont développé avec succès le premier laser à semi-conducteur à injection à structure homogène GaAs de génération. En 1963, Alferov et d'autres de l'Institut de physique Yofei de l'ancienne Académie soviétique des sciences ont annoncé le développement réussi d'un laser à semi-conducteur à double hétérojonction. Après les années 1980, en raison de l'introduction de la théorie de l'ingénierie des bandes d'énergie, en même temps l'émergence de nouveaux processus de croissance de matériaux épitaxiaux cristallins [tels que l'épitaxie par jet moléculaire (MBE) et le dépôt chimique en phase vapeur d'organo-métalliques (MOCVD), etc.], Les lasers à puits quantiques sont sur la scène de l'histoire, améliorant considérablement les performances de l'appareil et atteignant une puissance de sortie élevée. Les lasers à semi-conducteurs haute puissance sont principalement divisés en deux structures : tube unique et barrette. La structure à tube unique adopte principalement la conception d'une large bande et d'une grande cavité optique, et augmente la zone de gain pour obtenir une puissance de sortie élevée et réduire les dommages catastrophiques de la surface de la cavité ; Structure de bande de barre Il s'agit d'un réseau linéaire parallèle de plusieurs lasers à tube unique, plusieurs lasers fonctionnent en même temps, puis combinent des faisceaux et d'autres moyens pour obtenir une sortie laser haute puissance. Les lasers à semi-conducteurs haute puissance d'origine sont principalement utilisés pour pomper des lasers à semi-conducteurs et des lasers à fibre, avec une bande d'onde de 808 nm. Et 980nm. Avec la maturité de la bande proche infrarougelaser à semi-conducteur haute puissancetechnologie unitaire et la réduction des coûts, les performances des lasers à semi-conducteurs et des lasers à fibre basés sur eux ont été continuellement améliorées. La puissance de sortie de l'onde continue à tube unique (CW) Les 8,1 W de la décennie ont atteint le niveau de 29,5 W, la puissance de sortie de la barre CW a atteint le niveau de 1010 W et la puissance de sortie d'impulsion a atteint le niveau de 2800 W, ce qui a grandement favorisé le processus d'application de la technologie laser dans le domaine de la transformation. Le coût des lasers à semi-conducteurs en tant que source de pompage représente pour le laser à semi-conducteur total 1/3 ~ 1/2 du coût, ce qui représente 1/2 ~ 2/3 des lasers à fibre. Par conséquent, le développement rapide des lasers à fibre et des lasers tout solide a contribué au développement des lasers à semi-conducteurs de haute puissance. Avec l'amélioration continue des performances des lasers à semi-conducteurs et la réduction continue des coûts, son domaine d'application est devenu de plus en plus large. La manière d'obtenir des lasers à semi-conducteurs de haute puissance a toujours été à la pointe de la recherche. Pour réaliser des puces laser semi-conductrices de forte puissance, il faut partir de Les trois aspects de la protection du matériau, de la structure et de la surface de la cavité sont considérés : 1) Technologie des matériaux. Cela peut commencer par deux aspects : augmenter le gain et empêcher l'oxydation. Les technologies correspondantes comprennent la technologie des puits quantiques contraints et la technologie des puits quantiques sans aluminium. 2) Technologie structurelle. Afin d'éviter que la puce ne brûle à une puissance de sortie élevée, on utilise généralement la technologie de guide d'ondes asymétrique et la technologie de grande cavité optique à guide d'ondes large. 3) Technologie de protection de la surface de la cavité. Afin d'éviter les dommages catastrophiques des miroirs optiques (COMD), les principales technologies comprennent la technologie de surface de cavité non absorbante, la technologie de passivation de surface de cavité et la technologie de revêtement. Avec diverses industries Le développement des diodes laser, qu'elles soient utilisées comme source de pompage ou directement appliquées, a imposé de nouvelles exigences aux sources de lumière laser à semi-conducteurs. Dans le cas d'exigences de puissance plus élevées, afin de maintenir une qualité de faisceau élevée, une combinaison de faisceaux laser doit être effectuée. Combinaison de faisceaux laser à semi-conducteur La technologie des faisceaux comprend principalement : la technologie de combinaison de faisceaux conventionnels (TBC), la technologie de combinaison de longueurs d'onde denses (DWDM), la technologie de combinaison spectrale (SBC), la technologie de combinaison de faisceaux cohérents (CBC), etc.
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