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住友电工利用半导体激光器实现绿色激光脉冲振荡

文章来源:住友半导体激光器
添加人:管理员
添加时间:2009-10-19 13:15:23

投影仪光源等使用的红、绿、蓝3原色半导体激光器终于全部问世。住友电气工业利用半导体激光器成功实现了波长531nm的绿色激光脉冲振荡(图1)。虽然红色和蓝色的半导体激光器已经投产,但过去一直没有能够直接振荡530nm左右绿色激光的半导体激光器。大都是利用SHG结晶转换1064nm红外激光波长,只能得到532nm的绿色激光。   绿色激光实现脉冲振荡之后,就不需要波长转换等处理了。有利于削减投影仪的激光源成本,降低耗电量,实现小型化。

图1:住友电气工业试制的绿色半导体激光器

图1:住友电气工业试制的绿色半导体激光器

  住友电气工业的绿色半导体激光器与蓝光光盘使用的蓝紫色半导体激光器一样,活性层采用InGaN。不同点在于生长面。此次,是采用GaN结晶的“半极性面”来实现绿色半导体激光器的。

  InGaN类半导体激光器一般以GaN结晶的极性面c面为生长面,以其法线方向作为生长轴使结晶生长。半极性面是倾斜于c面的面。此次采用了{20-21}面。由于采用与半极性面或c面垂直的“非极性面”会减弱“压电场”的影响 ,因此理论上把InGaN类半导体激光器由蓝色变成绿色比较容易。



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图2:以531nm进行脉冲振荡住友电气工业试制出以波长531nm进行脉冲振荡的绿色半导体激光器。


 

  2013年实现商业化

  不过,该技术还不能马上商业化。采用GaN结晶半极性·非极性面的半导体激光器实用化的最大课题就在于GaN底板 注1)。

  能够以半极性·非极性面为生长面的GaN底板还处于研发阶段,面积小且价格昂贵。尺寸大的也不过“10mm×30mm左右”(精通GaN结晶研究的某大学教授),价格也高达“数万日元”。而蓝紫色半导体激光器所采用的c面GaN底板虽然也高达数十万日元,不过直径尺寸能够达到2英寸。

  目前世界各地的研究人员都在设法制造大型GaN结晶。在日本,东北大学和三菱化学等的研究小组计划通过导入制造水晶时使用的水热合成法,形成名为“Amono-Thermal”的方法,来实现与水晶相当的大型GaN结晶。切割出这种大型结晶,便能够制造大口径的半极性·非极性底板。

  这种大尺寸的GaN结晶要达到实用化“最早也要到2013年前后”。因此,半极性·非极性绿色激光器的量产也将在2013年以后。

 

注1) 住友电气工业关于绿色半导体激光器投产和业务化均未确定。该公司还有研究人员参与由UCSB教授中村修二及罗姆等推进的采用GaN结晶半·非极性面的绿色半导体激光器研究。


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