半导体激光器的应用及发展趋势

半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器，是最实用最重要的一类激光器，体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。李沛旭首先介绍了半导体激光器的应用及发展趋势，他表示，激光技术是底层支撑的技术，影响着5万亿美元以上的经济，是国家安全和国防的关键技术之一。半导体激光器在医疗美容、工业加工、光通信、娱乐显示、科研军事等领域均有广泛应用。目前激光技术引领这工业制造的升级，助力世界进入工业4．0时代，中国进入“中国制造2025”。

随着应用领域的扩大，对半导体激光器的指标带来更高的期望，同时扩大的市场又成为半导体激光器飞速发展的动力。李沛旭提到，半导体激光器发展趋势向着更高功率、更高亮度、更高效率和更低成本发展，同时一些特殊应用也对激光器的体积、重量提出了要求，也就是功重比的概念逐步得到重视。

高功率半导体激光器核心技术

随着技术的不断进步，半导体激光器向着两个方向发展，一类是以传递信息为目的的信息型激光器，另一类是以能量应用为目的的功率型激光器。在光纤激光器、固体激光器以及半导体激光器直接应用等推动下，高功率半导体激光器的市场需求特别是国产化的高端激光器需求越来越迫切。李沛旭表示，高质量的高功率半导体激光器的实现需要理论设计、材料、工艺、封装、评价等六大关键内容相互迭代完善的巨大工程，缺一不可。

要想生产出高质量的高功率半导体激光器，李沛旭认为应掌握相关核心技术：其中理论设计是基础；外延材料生长的研究是整个激光器研制的核心，这包括高结晶质量的外延生长、界面优化及杂质掺杂技术；而完善可靠的高损伤阈值、高功率输出的芯片制作，如激光器腔面镀膜和钝化、金属电极制作等工艺是半导体激光器制作的保证；高导热、低应力的激光器封装技术，解决封装过程中的散热和应力问题，光束准直、光纤空间合束、偏振合束等技术的应用完成了各类高功率激光器模块产品，保证了半导体激光器符合各领域应用的器件结构和技术指标的需求。