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高功率半导体激光器的历史
时间: 2019-03-20 13:43 浏览次数:
高功率半导体激光器的历史 1962年9月16日星期日上午,通用电气研究实验室的Robert Hall团队展示了砷化镓(GaAs)半导体的红外发射,这种半导体具有表明相干激光的奇怪干涉图案,首个半导

高功率半导体激光器的历史

  1962年9月16日星期日上午,通用电气研究实验室的Robert Hall团队展示了砷化镓(GaAs)半导体的红外发射,这种半导体具有表明相干激光的“奇怪”干涉图案,首个半导体激光器诞生。[3]Hall最初认为半导体激光“成功的希望不大”,因为当时的发光二极管效率非常低。他持怀疑态度也是因为已有的两年前才展示的激光器需要“复杂的镜子”。

  1962年夏天,Hall说他被一篇论文“震撼”了,该论文显示了麻省理工学院林肯实验室的效率高得多的砷化镓发光二极管。[3]他回到通用电气公司,想起来他幸好拥有一些质量好的砷化镓材料来进行测试,并利用他作为业余天文学家的经验,开发出了一种方法来抛光GaAs芯片的边缘,以形成谐振腔。

  Hall的成功演示是基于他的设计,使辐射在结平面内来回反射,而不是垂直于它。他谦虚地表示,没有人“以前偶然发现过这个想法。”事实上,Hall的设计本质上是幸运的巧合,即形成波导的半导体材料也具有同时限制双极载流子的特性。否则,半导体激光将不可能实现。通过使用不相似的半导体材料,可以形成平板波导以使光子与载流子交叠。

  通用电气公司的这些初步演示是一项重大突破。然而,这些激光器还远不是实用的器件,为了实现高功率半导体激光器的前景,必须实现不同技术的融合。关键技术创新始于对直接带隙半导体材料和晶体生长技术理解方面的进步。

  之后的发展包括双异质结激光器的发明,以及量子阱激光器的后续发展。进一步加强这些核心技术的关键,在于效率的提升以及面钝化、散热和封装技术的发展。

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