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什么是蓝紫色半导体激光器/蓝紫色激光器
newmaker    来源:日经BP社
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半导体激光器, 固体激光器, Er:YAG激光器, CO2激光器, 光纤激光器, ...
指振荡波长为410nm左右的半导体激光器。除了用作蓝光光盘等的光源外,还有望用于照明光源和显示器光源等。日亚化学工业、索尼、三洋电机以及夏普等已经实现了产品化。

蓝光光盘使用振荡波长405nm的品种。播放专用的是连续振荡时输出功率为20mW的品种。用于记录播放用途时,则根据记录速度和记录的盘片层数不同而分别使用不同的品种。例如,记录速度为标准、盘片层数为一层时,采用脉冲振荡时输出功率为50mW的品种;记录8倍速、盘片为2层时采用脉冲振荡时的输出功率为240~250mW的品种;记录12倍速、盘片为4层时采用脉冲振荡时输出功率超过400mW的产品等。

蓝紫色半导体激光器作为继DVD之后的新一代光盘的基础部件,从20世纪90年代后期开始,厂商、大学和研究机构等展开了激烈的开发竞争。首家实现产品化的厂商是走在蓝色LED等GaN类发光元件研发前列的日亚化学工业。该公司于1999年初开始样品供货蓝紫色半导体激光器,加速了新一代光盘的开发速度。

蓝紫色半导体激光器与蓝色LED等一样,一般采用GaN类半导体材料。在GaN底板上层叠GaN类半导体的结晶层。也有不采用GaN类半导体而利用SHG(Second Harmonic Generation)技术的方法。SHG激光器使用光导波型元件将红外半导体激光器输出的光转换成1/2波长的光。例如,使用850nm的红外半导体激光器,可获得425nm左右的蓝紫色激光。

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可在4层蓝光光盘上实现12倍速记录

采用脉冲输出为450mW的半导体激光器,可在4层蓝光光盘上实现12倍速记录。预计今后蓝光光盘会继续通过盘片的多层化不断实现大容量化。届时,将需要输出功率高达900mW等的半导体激光器。

可用于白色光源

蓝紫色半导体激光器通过改变其GaN类半导体层的层构造,可改变振荡波长。例如,将振荡波长延长若干可获得蓝色半导体激光器。蓝色半导体激光器在显示器领域可作为激光投影仪的光源。蓝色光源除可直接使用蓝色半导体激光器外,还可以结合使用蓝色半导体激光器和光纤。住田光学玻璃开发的组合光纤技术中,光纤内的核心材料可变换蓝色光的波长,令其在光纤内共振生成绿色光和红色光,形成光的三原色。

在照明用途中使用蓝紫色半导体激光器时,与荧光体组合可得到白色光源。例如,日亚化学工业开发的白色光源,就是将蓝紫色或者蓝色半导体激光器与光纤相结合,将激光器射出的光经由光纤提取到外部的。在光纤射出的部分涂布荧光体材料进行混色,从而获得白色光。

在包括蓝紫色半导体激光器的GaN类半导体激光器中,目前最引人关注的是绿色半导体激光器的开发。名为“微型投影仪”的超小型投影仪对绿色半导体激光器有很强的需求。微型投影仪今后要顺利普及还存在若干课题。在小型化、低功耗化和削减成本这三项技术课题中,小型化的杀手锏就是激光光源。与目前主流的LED相比,激光光源射出的光不容易扩散,易于进一步缩小光学系统的尺寸。但要采用激光光源,与红色和蓝色相比效率低,高价格的绿色激光器则为瓶颈。目前,因可直接振荡的绿色半导体激光器尚未产品化,所以不得不利用SHG元件转换红外激光的波长,这又成为了小型化和低功耗化的障碍。

但进入2009年后,以住友电气工业成功实现了波长531nm的绿色半导体激光器(采用GaN类半导体)的脉冲振荡为代表,绿色半导体激光器的开发取得了稳步进展。美国Kaai公司于2010年宣布开发出了波长为523nm的连续振荡绿色半导体激光器。Kaai公司创始人、因开发蓝色L E D而闻名的美国加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)中村修二教授也是开发团队的一员。开发绿色半导体激光器,需要改进GaN底板,采用非极性面和半极性面作GaN类结晶成长面等(目前,蓝紫色半导体激光器产品中使用极性面)。
文章内容仅供参考 (投稿) (8/20/2010)
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