日亞化：515nm激光二極管研發(fā)成功
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日亞化學(xué) (Nichia)利用制造藍(lán)光激光器的GaN基板，配合工藝與結(jié)構(gòu)的改良，制作出波長(zhǎng)515 nm的連續(xù)波綠光激光二極管，打破先前電激發(fā)氮化銦鎵(InGaN)激光器所保持的500 nm最長(zhǎng)波長(zhǎng)記錄，而且正朝生命周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)百個(gè)小時(shí)的目標(biāo)前進(jìn)。
日亞化學(xué)并未提供515 nm的激光器的可靠度數(shù)據(jù)，但他們制作的另款波長(zhǎng)為510-513 nm的激光器二極管可以在電性不變情況下運(yùn)作500小時(shí)；超過(guò)500小時(shí)后，激光器效能會(huì)逐漸降低。Nichia的研究人員根據(jù)操作電流較初始值增加 30%來(lái)定義激光器的可使用壽命，估計(jì)激光器的使用時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)5000小時(shí)。
Nichia團(tuán)隊(duì)利用分離局限式異質(zhì)結(jié)構(gòu) (separate confinement heterostructure, SCH)的二極管來(lái)產(chǎn)生激光，與他們?cè)?001年所發(fā)表的設(shè)計(jì)幾乎完全相同。通過(guò)最優(yōu)化的MOCVD工藝，將AlInGaN薄膜沉積在自立(free- standing)的c面(c-plane)GaN基板上，是讓高銦含量材料產(chǎn)生綠光的關(guān)鍵。
Nichia團(tuán)隊(duì)表示，他們改善外延層，特別是多重量子阱層(MQW)的長(zhǎng)晶條件，同時(shí)也改善高銦含量的InGaN活化層的結(jié)晶質(zhì)量，但并未進(jìn)一步發(fā)表有關(guān)最優(yōu)化條件的細(xì)節(jié)。Nichia先前也發(fā)表過(guò)波長(zhǎng)488 nm 的InGaN激光二極管，但因?yàn)榫w質(zhì)量不佳導(dǎo)致非輻射區(qū)域的產(chǎn)生，在光致發(fā)光(photoluminescence, PL)分析下呈現(xiàn)暗區(qū)。Nichia的Takashi Mukai等人指出，在新器件的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)將這些區(qū)域消除了。
室溫下，波長(zhǎng) 515 nm激光器二極管的電流與電流密度閥值分別為53 mA及4.4 kA/cm2。在操作電流為88 mA、電壓5.5 V的條件下，輸出功率為5 mW。而操作波長(zhǎng)為510–513 nm的激光器二極管，在室溫下因溫度變化造成的波長(zhǎng)偏移量最大值為0.022 nm/K，遠(yuǎn)小于Osram與Rohm最近推出的綠光激光二極管。
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