CN106058643A - 一种半导体激光器bar条 - Google Patents

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李秀山
王贞福
杨国文
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar

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Abstract

本发明提出一种新的半导体激光器bar条，简单有效地解决了bar条中各发光单元有源区温度分布不均匀的问题，从而实现bar条可靠性和寿命的提高。该半导体激光器bar条，由多个发光单元集成在一起，中部区域的各发光单元间隔相对较宽、两端区域的各发光单元间隔相对较窄；从bar条的中部分别到bar条的两端，各处间隔的距离依次递减。本发明的发光单元有源区温度分布的均匀性明显得到改善，各个发光单元阈值电流和出光功率的均匀性提高，中心发光单元的衰退速率降低，bar条可靠性和寿命提高。

Description

一种半导体激光器bar条
技术领域
本发明涉及一种半导体激光器bar条结构。
背景技术
高功率半导体激光器在医疗器械、材料加工等领域具有广泛应用，近年来在市场上的竞争力逐渐增强。单管半导体激光器出光功率低，因此半导体激光器通常以多个单元集成cm-bar的方式实现高功率。温度是限制半导体激光器bar条的关键因素之一，温度变化会引起禁带宽度、阈值电流、输出功率等性能指标的变化。
目前，常规结构的半导体激光器bar条往往中间发光单元温度高，温度分布不均匀。目前还未见提高bar条发光单元温度均匀性的相关报道。
发明内容
本发明提出一种新的半导体激光器bar条，简单有效地解决了bar条中各发光单元有源区温度分布不均匀的问题，从而实现bar条可靠性和寿命的提高。
本发明的技术思路和实验依据如下：
英国诺丁汉大学Christian KwakuAmuzuvi在文章“American Journal ofElectrical and Electronic Engineering,2014,2(3)”及“American Journal ofElectrical and Electronic Engineering,2013,1(3)”对目前常规结构的bar条温度分布做了详细的理论分析和实验测试，结论是半导体激光器bar条的中间单元相比于两端单元具有如下特点：有源区温度高，禁带宽度低，阈值电流低，出光功率高。申请人分析，根本原因是目前常规结构的bar条的发光单元呈均匀分布。
本发明采用非均匀单元排列结构，中部区域的各发光单元间隔相对较宽、两端区域的各发光单元间隔相对较窄(间隔距离基本上符合从中部到两端依次递减)，提高bar条中发光单元有源区热分布的均匀性，从而提高各个发光单元阈值电流和出光功率的均匀性，降低中心发光单元的衰退速率。
本发明具体提出以下解决方案：
半导体激光器bar条，由多个发光单元集成在一起，中部区域的各发光单元间隔相对较宽、两端区域的各发光单元间隔相对较窄。
基于以上结构，从bar条的中部分别到bar条的两端，各处间隔的距离依次递减。
上述各发光单元的结构和尺寸完全相同。
上述半导体激光器bar条为cm-bar或mini-bar。
本发明具有以下技术效果：
发光单元有源区温度分布的均匀性明显得到改善，各个发光单元阈值电流和出光功率的均匀性提高，中心发光单元的衰退速率降低，bar条可靠性和寿命提高。
附图说明
图1为目前常规结构的bar条的示意图。
图2为本发明的bar条的示意图。
图3为bar条封装后的示意图。
图4为图1所示结构的端面热分布图。
图5为图2所示结构的端面热分布图。
图6为图1所示结构的限制层界面热分布图。
图7为图2所示结构的限制层界面热分布图。
具体实施方式
如图2所示，Bar条的长度为10mm，包含20个发光单元，每个发光单元的宽度为0.1mm。各个发光单元间距不同，两端的发光单元距离边沿的距离为0.2mm，相邻发光单元的间距为0.3mm，发光单元在向bar条中间靠近时，发光单元之间的间距以0.024mm递增。
具体参数值如下表1所示：
表1
图4、图5、图6、图7的仿真表明，本发明的bar条中心发光单元的限制层的温度降低，两端发光单元的温度升高，bar条整体的温度分布均匀，根据温度与禁带宽度，开启电压，发射波长之间的关系，温度均匀后，各个发光单元的禁带宽度均匀，开启电压均匀，发射波长也趋于一致，表明本发明具有改善bar条输出特性的作用，降低中间发光单元限制层的温度，提高bar整体的可靠性。

Claims (4)

1.一种半导体激光器bar条，由多个发光单元集成在一起，其特征在于：中部区域的各发光单元间隔相对较宽、两端区域的各发光单元间隔相对较窄。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器bar条，其特征在于：从bar条的中部分别到bar条的两端，各处间隔的距离依次递减。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器bar条，其特征在于：各个发光单元的结构和尺寸完全相同。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器bar条，其特征在于：该半导体激光器bar条为cm-bar或mini-bar。
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