1 太原理工大学物理与光电工程学院，山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室，山西 太原 030024
980 nm半导体激光器作为掺铒光纤放大器的最佳泵浦源，其温度会影响激光器功率稳定性和放大器输出光谱漂移。提出将现场可编程门阵列（FPGA）作为核心控制元件，以半导体制冷器为执行元件、热敏电阻为温度传感器，利用FPGA自动切换内部状态机、控制流入半导体制冷器电流的方向和大小，实现980 nm半导体激光器内部的温度控制，并通过搭建基于FPGA的掺铒光纤放大器系统实验装置，验证所提方法的可行性。实验结果表明：所提出的温度控制方法能有效地实现980 nm半导体激光器的温度控制，使其功率-电流曲线的线性拟合度提高了23.07%，掺铒光纤放大器的输出光谱波长偏移减小了62.5%，保证了激光器输出功率及放大器输出波长的稳定性。该方法的结构简单且实时性高，对推进半导体激光器温度控制的发展及应用具有非常重要的意义。
激光器 980 nm半导体激光器 温度控制 现场可编程门阵列 状态转换机
1 太原理工大学，新材料界面科学与工程教育部重点实验室，太原 030024
2 太原理工大学轻纺工程学院，太原 030024
3 太原理工大学材料科学与工程学院，太原 030024
4 陕西科技大学，材料原子分子科学研究所，西安 710021
GaAs基980 nm半导体激光器在材料加工、通信和医疗等领域有着重要应用。应变量子阱结构的出现提高了GaAs基半导体激光器的转换效率、输出功率和可靠性。本文综述了高功率GaAs基量子阱激光器历史发展，介绍了高功率半导体激光器的外延结构、芯片结构和封装结构设计，重点阐述了影响高功率GaAs基量子阱激光器光电性能、散热和实际应用的问题。针对以上问题讨论了相应解决方案及研究成果，并指出了各个方案的不足之处和改进方向。最后，总结了高功率半导体激光器的发展现状，对高功率半导体激光器发展方向进行了展望。
GaAs基 高功率 980 nm半导体激光器 应变量子阱结构 转换效率 光电性能 GaAs based high power 980 nm semiconductor laser strain quantum well conversion efficiency optical-electrical performance
1 中国医学科学院北京协和医院口腔科, 北京 100730
2 中国医学科学院生物医学工程研究所激光医学实验室, 天津 300192
目的: 980 nm半导体激光可用于种植体周围软组织处理和种植体周围炎治疗, 但其对种植体的作用尚未完全被了解。本文研究980 nm半导体激光照射对种植体表面结构和温度变化的影响, 以期为临床使用参数设置和操作方法提供依据。方法: 980 nm半导体激光照射纯钛圆盘试件, 扫描电镜观察钛盘表面结构变化, 热电偶检测钛盘温度变化范围和到达骨组织损伤温度升高阈值(10 ℃)的照射时长。结果: 实验全部参数设置下980 nm半导体激光照射, 钛盘表面结构均无明显改变。脉冲模式输出功率1 W, 移动照射20 s钛盘温度上升19.8 ℃; 经过10.2 s钛盘温度升高可达10 ℃。连续输出模式或增加输出功率, 钛盘温度显著上升, 并可在数秒内超过10 ℃。结论: 980 nm半导体激光照射对种植体表面结构无损伤, 但存在种植体温度升高造成周围组织热损伤的风险。
980 nm半导体激光 表面 温度 种植体周围炎 980 nm diode laser surface temperature peri-implantitis
1 司法文明协同创新中心, 北京 100088
2 证据科学教育部重点实验室, 中国政法大学, 北京 100088
3 中国科学研究院半导体研究所，北京 100083
介绍了高功率980 nm 脊型波导半导体激光器的设计及制造。为了减少腔面处的光功率密度，设计了宽波导结构。利用常规工艺获得了最大500 mW 输出的器件，同时灾变光学损伤阈值达到了560 mW。
激光器 980 nm 半导体激光器 可靠性 宽波导 灾变性光学损伤 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 091404
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春 130022
为了提高980 nm半导体激光器的输出功率并获得较小的远场发散角,在非对称波导结构的基础上设计了n型波导结构,即在n型波导中引入高折射率的内波导层。采用理论计算和SimLastip软件模拟对常规非对称波导结构和内波导结构进行了研究。利用分子束外延系统生长980 nm内波导结构的外延材料, 并制作了激光器。对于条宽为100 μm、腔长为1000 μm的器件,阈值电流为97 mA,斜率效率为1.01 W/A；当注入电流为500 mA时,远场发散角为29°(垂直向) × 8°(水平向),与模拟结果相符。理论计算和实验结果表明：较之于常规非对称波导结构,内波导结构可有效降低光场限制因子,提高输出功率,减小远场发散角。
980 nm半导体激光器 输出功率 内波导 远场发散角 980 nm semiconductor lasers output power inner waveguide far field divergence angle 强激光与粒子束
2014, 26(10): 101015
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
3 五邑大学 薄膜与纳米材料研究所，广东 江门 529020
提出了优化由两个均匀布拉格光纤光栅组成的980 nm半导体激光器波长锁定器的方法以满足光纤放大器对半导体激光器的性能要求。运用耦合模理论推导了双布拉格光纤光栅(FBG)的透射率和反射率的解析表达式和波长锁定器增益方程。研究了两光栅之间的距离、光栅到激光器前端面的距离、光栅折射率、光栅折射率周期、光栅栅长和温度对激光器增益曲线的影响，并通过优化这些参数来达到最佳的锁模性能。测量了带双FBG波长锁定器的非致冷半导体激光器的输出光谱和出纤功率。实验结果表明：高功率非致冷980 nm半导体激光器在0～70 ℃时的波长漂移为0.5 nm，边模抑制比达45 dB以上，半峰值全宽度＜1 nm。经优化设计的980 nm半导体激光器FBG波长锁定器可满足光纤放大器对非致冷半导体激光器大功率、长寿命、高可靠性、小尺寸等性能的要求。
980 nm半导体激光器 双布拉格光纤光栅 波长锁定器 边模抑制比 980 nm semiconductor laser dual Fiber Bragg Grating(FBG) wavelength stabilizer Side Mode Suppression Ratio(SMSR)
上海理工大学光学与电子信息工程学院， 上海 200093
针对非制冷980 nm半导体激光器组件的封装结构，对采用倒装贴片封装的激光器模块内部芯片外延层、热沉和焊料层进行了优化设计，运用有限元法(FEM)对微型双列直插(mini-DIL)非制冷980 nm半导体激光器在连续波(CW)驱动条件下的热场分布进行了模拟计算。对比了倒装贴片和正装贴片的激光器热特性，并对实际封装的激光器光电性能进行了测试。倒装贴片型非制冷980 nm半导体激光器的输出光谱在0～70 ℃时中心波长漂移仅为0.2 nm，半峰全宽(FWHM)小于1.6 nm，边模抑制比(SMSR)保持在45 dB以上，最大出纤功率达200 mW。研究结果表明，倒装贴片的非制冷980 nm半导体激光器在热稳定性和光电性能方面都有较大提高，能够满足高性能小型化掺铒光纤放大器对非制冷980 nm半导体激光器的性能要求。
激光器 980 nm半导体激光器 倒装贴片 热特性 有限元
