OFweek2021(第十八屆)先進激光技術應用峰會暨“維科杯”年度評選頒獎典禮舉辦。本次會議聚焦國內激光市場，針對激光核心技術、汽車制造、航空航天、鈑金加工等工業(yè)應用領域，深入講解并探討激光加工的技術創(chuàng)新及針對不同行業(yè)的實際應用。就最前沿的激光加工技術，行業(yè)趨勢，應用案例，解決方案等與參會者做一次零距離的溝通與互動。

山東華光光電子股份有限公司高級工程師湯慶敏以“激光加工核心光源——半導體激光器芯片及器件”為主題，給大家?guī)�來了精彩報告�?/p>

首先，湯慶敏就半導體激光器應用概述進行了介紹。GaAs基半導體激光器的三類重要產(chǎn)品包括紅光6xx nm系列，近紅外8xx nm和9xx nm系列。它們的應用領域同工業(yè)加工高度重合。

工業(yè)加工主要使用光纖和固體激光器，915/976nm半導體激光器是光纖激光器泵浦源，808/878nm半導體激光器是固體激光器泵浦源。對于中紅外激光激光，目前成熟的技術手段是通過793nm激光二極管泵浦摻銩激光器，再泵浦摻鈥激光器，通過非線性轉換得到。在指示傳感領域，則利用激光的高度準直性，用于工業(yè)加工的指示定位、激光測距和傳感等。

巨大的市場需求和廣泛的實際應用對器件的性能提出更高的要求，也成為提高大功率激光器性能的強大驅動力。湯慶敏表示實現(xiàn)半導體激光器高功率、高效率輸出有幾個關鍵技術，其中激光器結構設計、高質量外延材料生長及腔面處理技術是重點。

具體來說，結構設計上，高增益能帶結構設計，能提高內量子效率。低損耗寬波導結構設計，降低光吸收;材料生長方面，量產(chǎn)型MOCVD的低缺陷外延材料生長和陡峭異質結界面轉換控制。外延層原位生長監(jiān)控，材料質量及均勻性檢測。高精度芯片系統(tǒng)集成商，從熱沉材料、散熱設計、應力設計、燒結工藝等方面，解決封裝過程中的熱管理和熱應力問題，提高器件的工作可靠性。

從研究進展來看，國外先進的半導體激光器技術及產(chǎn)品主要掌握在一些實力雄厚的企業(yè)中，如相干、歐司朗、貳陸、恩耐、夏普等。國內的半導體激光器一般依靠高校及研究所，在企業(yè)中實現(xiàn)技術轉化，近幾年得到快速發(fā)展。日本、美國、德國都研究過紅光激光器，其中日本的高功率及低功率產(chǎn)品處于國際領先。山東華光是國內率先實現(xiàn)紅光激光器產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，單芯片額定功率1.5W@660nm，1.2W@640nm，光纖耦合模塊功率達到10W以上。在808nm波段，國內研究較多，在功率及轉換效率上同國外差距不大。

總的來說，基于GaAs襯底的6xx(635-690)、8xx(780-880)、9xx(905-1060)nm系列的半導體激光器芯片在市場需求牽引下向高功率發(fā)展迅速，已經(jīng)突破影響激光器的壽命和可靠性問題，實現(xiàn)了從材料、芯片、模組全鏈條實用化。材料生長與結構設計需要進一步優(yōu)化，改善材料質量降低損耗，提升短波長激光器的發(fā)光效率。未來，需要進一步優(yōu)化激光器的端面膜制備技術(鍍膜à生長、新設備新工藝)，提升輸出功率，進一步優(yōu)化半導體激光器的光束質量和光路設計，提升模塊封裝的轉換效率，降低成本。

(關鍵字：半導體)