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高功率半導(dǎo)體激光器歷史
1962年9月16日,通用電氣公司的羅伯特·霍爾(RobertHall)帶領(lǐng)的研究小組展示了砷化鎵(GaAs)半導(dǎo)體的紅外發(fā)射,這種半導(dǎo)體具有“奇怪的”干涉圖形,意味著相干激光-半導(dǎo)體激光器的誕生。霍爾初認(rèn)為半導(dǎo)體激光器是一個(gè)“遠(yuǎn)射”,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的發(fā)光二極管效率很低。同時(shí)他對此也持有懷疑態(tài)度,因?yàn)楫?dāng)時(shí)兩年前才被證實(shí)、已經(jīng)存在的激光器,需要“精美的鏡子”。
1962年夏天,霍爾表示,對于麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的效率更高的砷化鎵發(fā)光二極管,他感到相當(dāng)震驚。隨后,他表示很幸運(yùn)能通過一些高質(zhì)量的GaAs材料進(jìn)行測試,并利用他作為一個(gè)業(yè)余天文學(xué)家的經(jīng)驗(yàn),開發(fā)出了一種方法來拋光GaAs芯片邊緣,形成一個(gè)腔體。
霍爾成功的演示是基于輻射在交界面上來回反彈,而不是垂直反彈的設(shè)計(jì)。他謙虛地表示,此前沒有人“碰巧提出這個(gè)想法。”實(shí)際上,霍爾的設(shè)計(jì)本質(zhì)上是一個(gè)幸運(yùn)的巧合,即形成波導(dǎo)的半導(dǎo)體材料也具有同時(shí)限制雙極載流子的性質(zhì)。否則就不可能實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體激光器。通過使用不相似的半導(dǎo)體材料,可以形成平板波導(dǎo)以使光子與載流子重疊。
在通用電氣公司進(jìn)行的這些初步演示是一項(xiàng)重大突破。然而,這些激光器遠(yuǎn)不是實(shí)用的器件,為了促使高功率半導(dǎo)體激光器的誕生,必須實(shí)現(xiàn)不同技術(shù)的融合。關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新始于對直接帶隙半導(dǎo)體材料和晶體生長技術(shù)的理解。
后來的發(fā)展包括雙異質(zhì)結(jié)激光器的發(fā)明和量子阱激光器的后續(xù)發(fā)展。進(jìn)一步增強(qiáng)這些核心技術(shù)的關(guān)鍵在于效率的提高以及腔面鈍化、散熱和封裝技術(shù)的發(fā)展。
JAMMC EB004-2
Yamatake MX250RV01
HP 10897B 10897-68002-02
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