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成果概况
成果名称 高功率半导体激光器 成果来源 海南师范大学
合作意向 面议 所处阶段 TRL9(运行与评估)
成果简介

高功率半导体激光器泵浦的固体激光器和光纤激光器具有效率高、寿命长、稳定性好、光束质量好的优点。近红外波段 8xx nm和9xx nm 的高功率半导体激光器在泵浦固体激光器和光纤激光器的应用非常广泛,是相对比较成熟的泵浦光源。如808 nm半导体激光器是Nd3+:YAG 固体激光器最理想和高效的泵浦源;915 nm和976 nm半导体激光器主要用作掺镱光纤激光器和光纤放大器的泵浦源。固体激光器、光纤激光器的发展对半导体激光泵浦源的输出功率、转换效率及光束质量提出更高的需求。高功率半导体激光泵浦源的单元器件包括单管和巴条。单元器件的综合特性决定了最终泵浦源模块的输出光功率、转换效率以及体积等。单管器件是指只有一个发光区的半导体激光器,发光区通常在 3~300 μm。而巴条是指多个发光区集成在同一衬底上的半导体激光器,通常1 cm长,也叫cm 巴条。提高半导体激光泵浦源单元器件输出功率和转换效率的方法主要从芯片结构上采用大光腔外延结构、宽条形结构、腔面钝化、增加腔长等措施,同时提高激光器的材料生长质量和优化散热封装技术也是关键。 固体激光器泵浦源的主要封装形式是多个巴条按照一定形式堆叠起来形成水平叠阵(H-array)或者垂直叠阵(V-array)或者二维面阵,并可对其进行光束压缩整形等形成泵浦模块,如图2所示。叠层泵浦源的输出功率可提升至几十kW甚至几百kW。由于半导体激光器叠阵工作时会产生大量的废热,因此必须采用冷却手段降低温度,防止温度过高导致激光器失效和使用寿命缩短。目前主要有两种冷却方式:帕尔贴形开放式制冷以及水等高效载冷剂方式。具体采用哪种制冷方式应该根据器件的输出功率、工作环境和应用方式确定。 高功率半导体激光器已经成为广泛使用的工具。工业应用范围从传统的制造工艺(如切割和焊接)到新的先进制造技术(如3D打印金属部件的增材制造)等。微型制造应用更加多样化,因为诸如智能手机之类的关键产品已经通过这些激光器而实现了商业化。航空航天和国防应用涉及广泛的关键任务应用,未来还可能将包括下一代定向能源系统。 本项目拟研制近红外、中红外全系列半导体激光器,近红外单管超20W,中红外单管超1W,达到国内领先水平,投产达稳定期:100万-1000万只/年,2亿元/年产值,4000万元/年利润。能够解决芯片危机,打破国外技术卡脖子瓶颈,研究内容贴切解决国家关键技术;研究队伍实力较强,前期研究基础扎实,具有很好的发展前景。

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应用前景
主要应用行业 本项目拟研制近红外、中红外全系列半导体激光器,近红外单管超20W,中红外单管超1W,达到国内领先水平,投产达稳定期:100万-1000万只/年,2亿元/年产值,4000万元/年利润。能够解决芯片危机,打破国外技术卡脖子瓶颈,研究内容贴切解决国家关键技术;研究队伍实力较强,前期研究基础扎实,具有很好的发展前景。 知识产权形式 发明
单位概况
研发单位 海南师范大学 单位电话 089865796974
所属单位 是否园区单位
联系方式
联系人 联系人电话 089865796974
参与列表

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