910nm高峰值功率垂直腔面发射激光光源
投稿时间:2018-11-08  修订日期:2018-12-26  点此下载全文
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梁雪梅 吉林农业大学信息技术学院 38773297@qq.com 
张星 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,发光学及应用国家重点实验室  
张建伟 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 zjw1985@ciomp.ac.cn 
周寅利 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所  
黄佑文 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所  
宁永强 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所  
王立军 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所  
基金项目:国家自然基金(11674314,61874117,61434005,61727822),吉林省重点科技研发项目(20180201119GX)资助
中文摘要:本文报道了910nm高峰值功率垂直腔面发射半导体激光器列阵(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)设计方法及制备结果。所制备的910nm VCSEL 列阵在准连续工作时激光功率达到2W;在重复频率10kHz,脉冲宽度30ns,工作电流60A的电脉冲驱动条件下,VCSEL列阵峰值输出功率达到25.5W。随着工作电流的增加,VCSEL列阵输出的激光光谱呈现明显的展宽现象,证实VCSEL列阵即使在窄脉冲工作时大的电流驱动仍然会产生严重的内部热效应;VCSEL列阵输出激光的光脉冲波形在驱动电流增大至60A时脉宽仅展宽了6ns左右,证实VCSEL阵列具有非常优越的脉冲响应特性。对VCSEL列阵进行光束准直处理后,在1m距离处得到了近圆形的均匀光斑。我们相信这种高功率的910nm面阵光源在未来的智能驾驶中具有巨大应用潜力。
中文关键词:垂直腔面发射半导体激光器  高峰值功率  激光雷达
 
910-nm high peak power vertical-cavity surface-emitting laser source
Abstract:This paper presents a 910- nm high peak power vertical-cavity surface- emitting laser (VCSEL) array. The design and fabrication of this array were carried out. More than 2 W output power was achieved for 910nm VCSEL array under the Quasi-CW driving current. Under the electric pulsed driving condition with a repetition frequency of 10 kHz and a pulse width of 30 ns, the peak output power of a single VCSEL array reached 25.5 W. When the driving current of the VCSEL array was increased, the half width of the pulse waveform was widened from 30ns to 36 ns. Using only a single collimating lens, a uniform and smooth circular spot could be achieved. We believe that this VCSEL array with high power, low operating current, and uniform far field has great application potential in future applications requiring intelligent driving like LiDAR (Light Detection And Ranging) for automotive.
keywords:Vertical-cavity surface-emitting laser, high peak power, light detection and ranging
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