
日本索尼公司已將其彎曲鏡面垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)工藝擴展到了約515-518nm的綠色波長。在先前的工作中,索尼生產(chǎn)了具有曲面鏡后反射器的低閾值445nm藍色VCSEL。
曲面鏡通過減少衍射效應(yīng)而允許更長的腔體長度。相對于分布式布拉格反射器(DBR),為了進行熱量管理,需要更長的長度以利用GaN更高的導(dǎo)熱率。索尼的研究人員指出大部分帶有顯示器的設(shè)備會發(fā)出很寬的波長范圍的光,但只有一小部分可見,這會浪費大量輸入~率。他們在視網(wǎng)膜掃描顯示器等應(yīng)用中使用高方向性、低~耗的VCSEL來降低較低的損耗提供足夠的~率。
綠色VCSEL的外延材料由在(20-21)n-GaN襯底上的金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)III-N層組成。有源區(qū)由被GaN勢壘層隔開的四個氮化銦鎵(InGaN)量子阱組成。底部曲面鏡的制作方法是,將晶片減薄,然后應(yīng)用樹脂盤加熱以換為液滴,然后進行反應(yīng)離子蝕刻。樹脂滴充當(dāng)蝕刻的犧牲掩模,從而形成透鏡形的曲面。底部反射鏡用14對Ta2O5 / SiO2完成。
最終將VCSEL切成小方塊,并將p面朝上安裝在5.6mm TO-CAN封裝中,而沒有安裝底座。測試是在25°C的Peltier冷卻器上使用VCSEL以連續(xù)波模式進行的。激光閾值電流為1.8mA,相當(dāng)于14.4kA / cm2,墻上插頭的效率小于0.1%。
初始發(fā)射峰在515.2nm處,當(dāng)電流在5-6mA范圍內(nèi)時躍升至517.9nm。 2.7nm躍點表明有效腔長度為18.6μm。隨著注入電流的增加,輸出光變得更加偏振:1mA時為0.14,8mA時為0.93。偏振角相對于III族氮化物晶體結(jié)構(gòu)是固定的并且在a方向([-12-10])。遠場發(fā)射模式近似為高斯,半峰全寬(FWHM)發(fā)散度約為9°。
原文題目:Green vertical-cavity surface-emitting laser enabled by curved mirror process
原文來源:http://www.semiconductor-today.com/news_items/2020/may/sony-070520.shtml
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