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解決方案

一文看懂半導(dǎo)體脈沖激光器發(fā)展!

來(lái)源:光通信技術(shù)2022-01-21 我要評(píng)論(0 )   

0引言半導(dǎo)體激光器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、光/電轉(zhuǎn)換效率高和易于調(diào)制等特點(diǎn),在民用和軍用方面有較好的應(yīng)用前景[1-5]。目前,半導(dǎo)體激光器在通信、測(cè) 距、加工...

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引言

半導(dǎo)體激光器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、光/電轉(zhuǎn)換效率高和易于調(diào)制等特點(diǎn),在民用和軍用方面有較好的應(yīng)用前景[1-5]。目前,半導(dǎo)體激光器在通信、測(cè) 距、加工和醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[6]。隨著半導(dǎo)體光電子技術(shù)的發(fā)展, 各行業(yè)對(duì)半導(dǎo)體激光器的需求愈發(fā)強(qiáng)烈,對(duì)其性能的要求也越來(lái)越高。

半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)源分連續(xù)型驅(qū) 動(dòng)和脈沖驅(qū)動(dòng) 2 種模式。連續(xù)型驅(qū)動(dòng)模式一般在激光二極管(LD)的閾值條件附近設(shè)置直流偏置,調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流控制其輸出,在此過(guò)程中必須為 LD 增設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò),通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)控制驅(qū)動(dòng)電流,確保 LD 穩(wěn)定地工作;脈沖驅(qū)動(dòng)模式中的驅(qū)動(dòng)源以特定脈寬、 頻率的信號(hào)驅(qū)動(dòng)LD,對(duì)于脈沖電流紋波要求不高的場(chǎng)景,一般無(wú)需增設(shè)上述反饋網(wǎng)絡(luò)。因此,脈沖驅(qū)動(dòng)模式更具發(fā)展?jié)摿?。在脈沖驅(qū)動(dòng)模式下, 由于驅(qū)動(dòng)過(guò)程中只在 PN 結(jié)產(chǎn)生微弱的熱效應(yīng),故在半導(dǎo)體激光器輸出功率較低的情況下可以不為其增設(shè)溫控系統(tǒng)。與連續(xù)驅(qū)動(dòng)模式相比, 脈沖驅(qū)動(dòng)模式下的 LD 能承受的脈沖信號(hào)幅值較高,導(dǎo)致 LD 輸出光束的能量強(qiáng)度較大[1]。因此,研制具有較高技術(shù)指標(biāo)要求(如研制脈沖參數(shù)、輸出功率和重復(fù)頻率等) 的窄脈沖半導(dǎo)體激光器具有重要的意義。本文綜述半導(dǎo)體脈沖激光器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀,并對(duì)半導(dǎo)體激光器性能的提升方式進(jìn)行介紹。

半導(dǎo)體脈沖激光器的發(fā)展與研究現(xiàn)狀

目前, 半導(dǎo)體激光器性能的提升方式主要有2種:一種是優(yōu)化半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝;另一種是提升半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電源特性[9]。

1.1 半導(dǎo)體脈沖激光器在新材料、 新結(jié)構(gòu)和新工藝技術(shù)方面的發(fā)展

改良激光器與其驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化工藝技術(shù)和提升半導(dǎo)體材料的性能,可增強(qiáng)半導(dǎo)體激光器的各項(xiàng)性能指標(biāo),尤其是新型半導(dǎo)體材料的不斷創(chuàng)新使其性能提升更具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

改進(jìn)激光器管芯結(jié)構(gòu),能有效提高激光器輸出功率。2009 年,中國(guó)科學(xué)院陳彥超等人[11]將驅(qū)動(dòng)電路與激光器管芯集成封裝成整體的激光器模塊,得到了脈寬為 7 ns、 最大光功率為 176 W 的大功率窄脈沖,其多管芯陣列排序示意圖如圖 1 所示。單管半導(dǎo)體激光器作為窄脈沖激光光源時(shí)輸出光功率小,激光器多管芯組合雖能實(shí)現(xiàn)大功率輸出,但其結(jié)構(gòu)等效電路的參數(shù)提取困難。針對(duì)這一問(wèn)題,2012 年,長(zhǎng)春理工大學(xué)辛德勝等人 [12] 提出了提取驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)的一種簡(jiǎn)便方法——基 于 外 特 性 測(cè) 量 法,并 應(yīng) 用 此 方 法 設(shè) 計(jì) 了 一種板載結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電路, 得到脈寬為8.3 ns、輸出功率為 180 W 的光脈沖。

近年來(lái),半導(dǎo)體鎖模激光器在結(jié)構(gòu)方面的研究也取得進(jìn)展。2012 年,STRAIN M J 等人[13]提出了一種緊湊 的 半 導(dǎo) 體 鎖 模 激 光 器(DBR MLL),其 幾 何 結(jié) 構(gòu) 如圖 2 所示,該結(jié)構(gòu)主要由 3 個(gè)部分組成:可飽和吸收器(SA)、增益(GS)和分布式布喇格反射器(DBR)。采 用 DBR 的頻譜濾波在各種驅(qū)動(dòng)條件下產(chǎn)生 Q 開(kāi)關(guān)鎖模,表現(xiàn)出了強(qiáng)大的無(wú)源開(kāi)關(guān)鎖模能力。鎖模脈沖寬度約為 3.5 ps, 脈沖峰值功率與平均功率比高達(dá) 121, Q 開(kāi)關(guān)在頻率 1~4 GHz 連續(xù)可調(diào)。2014 年,中國(guó)科學(xué)院與英國(guó)鄧迪大學(xué)[14]聯(lián)合研制了針對(duì) 760 nm 波段的第一個(gè)半導(dǎo)體鎖模超短脈沖激光器——基于 AlGaAs多量子阱結(jié)構(gòu)的多節(jié) LD 被動(dòng)鎖模, 該激光器產(chǎn)生波段大約為 766 nm 的脈沖,其脈沖持續(xù)時(shí)間大約低至4 ps,在激光腔長(zhǎng)度為 1.8 nm、1.5 nm 時(shí),其對(duì)應(yīng)的脈沖重復(fù)率分別為 19.4 GHz、23.2 GHz。

隨著加工技術(shù)的發(fā)展,工藝精度不斷提高,有利于提升激光器性能。2016 年,HE Y 等人[15]采取 0.13 μm集成互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)工藝,設(shè)計(jì)了 全集成 CMOS 驅(qū)動(dòng)電路, 用超短電流脈沖直接調(diào)制 LD的方法來(lái)生成皮秒激光脈沖,其模具顯微圖如圖 3 所 示。該 CMOS 驅(qū)動(dòng)電路由壓控環(huán)形振蕩器、壓控延遲線、異或電路和電流源 4 個(gè)子電路組成。其中,振蕩器產(chǎn)生的初始方波與延時(shí)方波進(jìn)行異或,異或電路因此產(chǎn)生超短電流脈沖;再將 CMOS 芯片封裝后與印制電路板(PCB)上的 LD 互連,有效 降低了寄 生參數(shù)的影響。此激光源的輸出光脈沖的脈寬為 151 ps,重復(fù)頻率為 5.3 MHz,峰值功率為 6.4 mW。

2017 年,華東師范大學(xué)和東京大學(xué)[16]采用 40 nm微 電 子 工 藝 技 術(shù), 聯(lián) 合 設(shè) 計(jì) 了 一 種 低 成 本 的 集 成CMOS 脈沖發(fā)生器, 通過(guò)外圍電路將 CMOS 脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)換為最小脈寬為 80 ps 且可調(diào)的電動(dòng)脈沖管,其可調(diào)諧輸出電壓為 0.9~1.5 V,寬調(diào)諧范圍可達(dá) 270 ns。根據(jù)激光系統(tǒng)的增益開(kāi)光特性, 用此電脈沖直接驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器,在電脈沖寬度調(diào)諧到大約為 1.5 ns 時(shí),激 光 器 能 產(chǎn) 生 脈 寬 為 100 ps 的 光 脈 沖 。2016 年 ,HUIKARI J 等人[17]對(duì)活性層厚度與約束因子之比 da Гa約為 3 μm、 條寬/腔長(zhǎng)為 30 μm/3 mm 的體量子阱 LD進(jìn)行了測(cè)試, 該半導(dǎo)體激光器能實(shí)現(xiàn)脈沖能量為 1nJ量級(jí)、脈沖長(zhǎng)度為100 ps、脈沖幅值為 6~8 A 和持續(xù)時(shí)間為 1 ns 的電流脈沖。2018 年,TAJFAR A 等人[18]采用160 nm 的單片集成工藝(BCD)技術(shù),設(shè)計(jì)了一種高功率、高強(qiáng)度和單芯片集成的 LD 驅(qū)動(dòng)器,該半導(dǎo)體激光驅(qū)動(dòng)器能產(chǎn)生脈寬小于 1 ns、 重復(fù)頻率為 40 MHz 和峰值電流高達(dá) 20 A,且完全可編程的電脈沖;另外,他們還通過(guò)嵌入電流數(shù)/模轉(zhuǎn)換(DAC)的方式,為 LD 提供其所需的閾值電流,改善 LD 的響應(yīng)時(shí)間。2019 年,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的 FENG B 等人 [19] 提出了一種采用130 nm CMOS 技術(shù)的可調(diào)幅度和脈寬的激光源驅(qū)動(dòng)器,該驅(qū)動(dòng)器能生成可調(diào)脈寬為 300 ps~3.8 ns、峰值電流為 70 mA 以及重復(fù)頻率為 625 Mb/s 的電流脈沖。

1.2 半導(dǎo)體脈沖激光器在驅(qū)動(dòng)電源性能提升方面的發(fā)展

提升半導(dǎo)體脈沖激光器驅(qū)動(dòng)電源特 性的方法主要有窄脈沖疊加直流偏置、儲(chǔ)能元件的應(yīng)用、高速開(kāi)關(guān)的級(jí)聯(lián)或陣列、可編程邏輯器件的應(yīng)用以及器件的選型與布局創(chuàng)新等方法。

1.2.1 窄脈沖疊加直流偏置法

早期,研究人員通過(guò)窄脈沖疊加直流偏置的增益開(kāi)關(guān)方法獲得了超短脈沖。1997 年,天津大學(xué)的黃超等人[20]通過(guò)增益開(kāi)關(guān)的方法產(chǎn)生了超短光脈沖,該系統(tǒng)輸出的光脈沖寬度達(dá)到了 ps 級(jí)別, 但系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜,輸出功率較低。2000 年,吉林大學(xué)的孫偉等人[21]采用窄電流脈沖疊加在直流偏置的增益開(kāi)關(guān)方法使半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生皮秒脈沖,通過(guò)增大微波功率的方式獲得更窄的脈沖,但功耗較高。

對(duì)于特定的電脈沖,激光器存在一最佳的直流偏置,若低于此偏置,激光器輸出功率降低、脈寬變寬;若高于此偏置,由于弛豫振蕩的影響,光脈沖會(huì)出現(xiàn)系列子脈沖,導(dǎo)致激光器輸出光脈沖失真[21-22]。由此可見(jiàn),窄脈沖疊加直流偏置法雖然能獲得 ps 級(jí)別的超短脈沖,但需要在最佳偏置電流情況下才能獲得優(yōu)良特性的光脈沖,有一定的局限性,且功耗高、輸出功率低以及系統(tǒng)復(fù)雜等問(wèn)題限制了其發(fā)展。

1.2.2 儲(chǔ)能元件的應(yīng)用

1992 年,重慶大學(xué) 的 劉 ? 等 人[23]采 用 NPN-PNP互補(bǔ)隔離法將場(chǎng)效應(yīng)管的脈沖觸發(fā)信號(hào)壓窄,并選取合理的電容容值,根據(jù)電容快速充電/放電原理,使激光器輸出脈沖光,該驅(qū)動(dòng)電路能得到脈寬為 50 ns、0~20 A 連續(xù)可調(diào)的驅(qū)動(dòng)電流。2011 年,蘇州大學(xué)的陳祚海等人[24]選用高頻晶體管作為快速開(kāi)關(guān),采用電容和電感作為儲(chǔ)能電路, 電容儲(chǔ)存能量為 LD 受激輸出光脈沖,其調(diào)制頻率為 52 MHz、脈沖占空比小于 12.5%,輸出光功率為 15 mW。

此后,研究人員通過(guò)結(jié)合直流偏置的方法,對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。2011 年,中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的楊燕等人[25]采用高速 CMOS 觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET),通過(guò)控制 MOSFET 的導(dǎo)通關(guān)斷和電容充電放電產(chǎn)生快速的電壓跳變,LD 受激輸出脈沖光, 其驅(qū)動(dòng)電路主回路如圖 4 所示。控制電源 V1、電容和限流電阻的值即可控制脈沖的脈寬與峰值電流。驅(qū)動(dòng)電路中電源 V2 用來(lái)提供偏置電流,通過(guò)改變偏置電流值達(dá)到平滑激光脈沖波形的目的。該驅(qū)動(dòng)電路能得到脈寬為 2.2~4.9 ns、重復(fù)頻率為 0~50 kHz 和峰值電 流為 0~72 A 的電 脈沖。因此,通過(guò)合理地選擇儲(chǔ)能元件,能有效提升半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電路的輸出功率,但缺點(diǎn)是脈沖寬度無(wú)法連續(xù)可調(diào),該驅(qū)動(dòng)電路的電源 V1 需幾百伏,功耗高。

1.2.3 高速開(kāi)關(guān)的級(jí)聯(lián)或陣列

研究人員采取高速開(kāi)關(guān)級(jí)聯(lián)或陣列的方法,有效解決了上述儲(chǔ)能元件雖能輸出大功率但脈寬不可調(diào)的問(wèn)題。

2005 年,天津工業(yè)大學(xué)的朱娜等人[26]根據(jù)晶體管的雪崩效應(yīng),通過(guò)兩級(jí)雪晶體管陣列,獲得了脈寬為7 ns、峰值電流為 6 A 的大電流窄脈沖,但此方法的供電電源電壓需達(dá)到上百伏,功耗大的缺點(diǎn)限制了其發(fā)展應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上,天津工業(yè)大學(xué)的劉旭升等人[3]對(duì)此行了改進(jìn), 通過(guò)采用多個(gè)雪崩晶體管級(jí)聯(lián)的方法,獲得了半峰全寬為 1.51 ns、峰值電流為 12.5 A 和重復(fù)頻率為 100 kHz 的大 電流窄脈沖, 但供電電源 采用400 V 高壓直流電源,仍然存在功耗大的問(wèn)題。

2008 年,中國(guó)科學(xué)院的張壽棋等人[27]研制了脈寬為 10 ns、峰值電流為 20 A 和重復(fù)頻率為 1 MHz 的連續(xù)可調(diào)脈沖, 該驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)雙晶體管構(gòu)成推挽輸出,形成常開(kāi)常閉門(mén)對(duì)管驅(qū)動(dòng)高速 MOSFET,有效提高了帶負(fù)載能力,其供電電源電壓只需 30 V,解決了大電壓、大功耗的問(wèn)題。為了獲得更低功耗的驅(qū)動(dòng)電路,2009 年,NISSINEN J 等人[28]提出了一種 CMOS 電流脈沖 發(fā) 生器,其電路結(jié)構(gòu)圖如圖 5 所示,該發(fā)生器采用0.35 μm 的 CMOS 工藝, 由 4 個(gè)平行的 n 型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管組成,通過(guò)縮放驅(qū)動(dòng)緩沖鏈實(shí)現(xiàn)快速切換,獲得了脈沖峰值為 1 A、上升時(shí)間小于 1 ns 和脈沖寬度為 2.5 ns 的高速電流脈沖。這些步進(jìn)式控制信號(hào) 和簡(jiǎn)單的脈沖整型技術(shù)的供電電壓低至 5 V,功耗極低。

為了實(shí)現(xiàn)脈寬更窄的光脈沖。2010 年,中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所的辛耀平等人[29]將任意波形發(fā)生器作為脈沖信號(hào)發(fā)生源,電路上應(yīng)用單極差分放大器、源極跟隨器和高速電流開(kāi)關(guān),研制了脈寬小于 2 ns、 峰值輸出功率 mW 級(jí)的高速脈沖激光器。其中,高速電流開(kāi)關(guān)由 4 個(gè)雙極型三極管與 1 個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管組成,通過(guò)雙極型三極管產(chǎn)生的負(fù)電容能近似中和與其級(jí)聯(lián)的三極管的密勒電容, 提高了其頻率特性,極大縮短了開(kāi)關(guān)時(shí)間。但是,電路級(jí)聯(lián)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)數(shù)量往往存在限制。2014 年,中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的林平等人[30]突破了這一技術(shù)難題,將 33 路 GaAs FET 級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)成整形電脈沖產(chǎn)生電路,用電脈沖直接驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器,可產(chǎn)生脈寬為10 ns、時(shí)域調(diào)節(jié)精度為 330 ps 的任意形狀整形激光脈沖。同年,為了實(shí)現(xiàn)更大電流的輸出,北京大學(xué)的陳彥超等人[31]以 MOSFET 為開(kāi)關(guān)器件,將雪崩晶體管作為驅(qū)動(dòng)器,設(shè)計(jì)了大電流窄脈沖的半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電路,該電路通過(guò)將多個(gè)晶體管構(gòu)成的脈沖發(fā)生單元并聯(lián),滿足了大電流的要求,其中預(yù)觸發(fā)的設(shè)計(jì)解決了上述并聯(lián)方式帶來(lái)的脈寬寬度問(wèn)題;該驅(qū)動(dòng)電路在供電電壓為 195 V 條件下,能產(chǎn)生脈寬為 8.6 ns、脈沖幅值 為 124 A 的 脈 沖 電 流。針 對(duì) 上 述 大 電 壓 的 問(wèn) 題,2019 年,中國(guó)科學(xué)院的 WEN S 等 人[32]提出了將 雪崩晶體管作為預(yù)開(kāi)關(guān)器件的方法, 有效提高了輸出功率、減小了脈沖寬度和上升沿,該驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)了小電壓供電、大功率輸出的功能。

1.2.4 可編程邏輯器件的應(yīng)用

隨著可編程器件的高速發(fā)展,由于其具有集成度高、靈活性大的特點(diǎn),且觸發(fā)脈沖具有上升沿快、頻率高和脈寬窄且連續(xù)可調(diào)等優(yōu)良性能,使得半導(dǎo)體脈沖激光器更具發(fā)展?jié)摿???删幊踢壿嬈骷膽?yīng)用,有效解決了功耗高的問(wèn)題。部分可編程邏輯器件應(yīng)用于半導(dǎo)體脈沖激光器的發(fā)展現(xiàn)狀如表 1 所示。

1.2.5 器件選型和布局創(chuàng)新

隨著光電子器件的飛速發(fā)展,對(duì)芯片集成度的要求愈來(lái)愈高,高性能的器件與布局的創(chuàng)新成為半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)源特性提升的重要技術(shù)手段。

2010 年,天津津航技術(shù)物理研究所的王金花等人[39]通過(guò)提高電源電壓、PCB 合理布局布線、 元器件合理選擇以及開(kāi)發(fā)激光器組件等方法,有效提升了激光發(fā)射的光脈沖前沿速度,得到了脈寬小于 5 ns、脈沖前沿小于 2 ns 和輸出功率大于 100 W 的大功率窄脈沖,在激光引信應(yīng)用中提高了其測(cè)距精度與抗云霧干擾能力。

2013 年,中國(guó)工程物理研究院的王衛(wèi)等人[40]為了穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)砷化鎵光導(dǎo)開(kāi)關(guān),通過(guò)分析 MOSFET 的導(dǎo)通特 性,采 用 合 理 的 高 速 MOSFET 設(shè) 計(jì) 了 大 功 率 半 導(dǎo)體 激 光 器 窄 脈 沖 驅(qū) 動(dòng) 電 路,為 激 光 器 提 供 了 脈 寬 為15 ns、 抖動(dòng)均方根小于 200 ps 和輸出功率可達(dá) 75 W的脈沖電流。若通過(guò)改進(jìn)脈沖發(fā)生電路,得到優(yōu)質(zhì)的初始觸發(fā)脈沖,激光器能輸出脈寬更小的光脈沖。同 年,林肯實(shí)驗(yàn)室的 SIRIANI D F 等人[41]研制了瓦特級(jí)、納秒脈沖半導(dǎo)體激光器與集成驅(qū)動(dòng)器,將激光器和低電 感 電 容 器 陣 列(LICA)直 接 焊 接 到 定 制 的 5 mm×5 mm 的 BiCMOS 驅(qū)動(dòng)器芯片上,其激光驅(qū)動(dòng)器配置如圖 6 所示。在 5 ns 的窗口中向平板耦合光波導(dǎo)激光器(SCOWL)提供大約為 10 A 的電流,從而產(chǎn)生大于1 W 的 高 功 率 光 脈 沖 。通 過(guò) 光 纖 布 喇 格 光 柵 保 持SCOWL 的穩(wěn)定,從而實(shí)現(xiàn)窄的光譜線寬發(fā)射,同時(shí)對(duì)激光器施加預(yù)偏置,達(dá)到了抑制法布里-珀羅(F-P)模式激射的目的,并在窄光譜帶寬內(nèi)產(chǎn)生矩形光脈沖。

2015 年,北京交通大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)研究所的李永亮等人[42]以 iC-HG 為驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)了脈沖為980 nm 激光器的高性能驅(qū)動(dòng)電路,該電路使激光器既能 輸 出 連 續(xù) 光 也 能 輸 出 脈 沖 光,脈 寬 最 小 為 10 ns,直 流 光 功 率 可 達(dá) 180 mW,脈 沖 峰 值 輸 出 功 率 可 達(dá)160 mW,脈寬和激光功率實(shí)現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)。

2020 年,中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所的張厚博等人[5]研制了一種 16 線集成半導(dǎo)體窄脈沖激光器模塊, 該模塊主要由高密度排列的激光器芯片、集成驅(qū)動(dòng)電路和光電混合集成封裝結(jié)構(gòu)組成。其中,窄脈沖驅(qū)動(dòng)電路采用新型的 GaN 功率器件。與傳統(tǒng)的MOSFET 相比,該器件開(kāi)關(guān)損耗、結(jié)電容等寄生參數(shù)較小,具有更快的開(kāi)關(guān)速度。由于激光器芯片的高密度排列、集成封裝和高精度貼片工藝的使用,極大程度地減小了模塊的體積,實(shí)現(xiàn)了 16 線單獨(dú)控制,得到脈寬為 6 ns、高功率為 70 W、功耗低至 4 W 的高性能模塊。16 線模塊整體結(jié)構(gòu)圖與光脈沖波形如圖 7 所示。該模塊可朝著更多線束、更窄脈寬和更高功率的方向發(fā)展。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,半導(dǎo)體脈沖激光器主要通過(guò)優(yōu)化激光器結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝及改進(jìn)驅(qū)動(dòng)電源特性的 2 種方式實(shí)現(xiàn)性能提升。本文主要對(duì)這 2 種方式的半導(dǎo)體脈沖激光器發(fā)展情況進(jìn)行總結(jié)與分析,著重介紹了提升驅(qū)動(dòng)電源特性 的 5 種方法。目 前,脈沖寬度 在 5~10 ns 的技術(shù)相對(duì)成熟,ps 級(jí)脈寬已成為該領(lǐng)域的必然發(fā)展趨勢(shì)。但是,激光器在追求大功率的同時(shí)往往存在功耗高的問(wèn)題,仍需進(jìn)一步研究和解決。隨著數(shù)字化與半導(dǎo)體光電子技術(shù)的發(fā)展,各領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體脈沖激光器需求愈來(lái)愈大,因此研究大功率、窄脈沖、低功耗和小型化半導(dǎo)體脈沖激光器具有重大意義。


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半導(dǎo)體脈沖激光器激光技術(shù)
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