目錄
一、引言:
本文主要是針對用作目前的智能汽車的激光雷達來講,因為作為無人車的激光雷達,它需要分辨率高,抗有源干擾性強半導體激光器封裝技術,體積小,重量輕,成本低,而作為全固態激光雷達的理想光源窄線寬半導體激光器被廣泛研究,對該激光器的國內外研究現狀,發展的手段等進行一一總結。
目的:進一步提升激光器的掃描速率,增加探測距離和成像清晰度
手段:需要提高半導體激光器的光譜性能,壓窄線寬半導體激光器封裝技術,抑制低相位噪聲和低相對強度噪聲。
對于壓窄線寬,能提高激光雷達的探測距離和成像清晰度窄線寬半導體激光器的研究進展,對于壓窄線寬主要有增加輸出功率,減小線寬增強因子,減小固有線寬。
二、國內外的研究現狀:
主要方法:內腔光反饋與外腔光反饋;
國外:內腔光反饋:各機構采用新型外延芯片結構和新型光柵制備技術,降低至10khz;2016年,德國卡塞爾大學提出一種高質量量子點分布反饋式激光器,壓縮至10khz;芬蘭坦佩雷大學利用納米壓印技術制備出側向耦合表面光柵DFB激光器小于10khz;外腔反饋光方面:德國 FBH 研究所利用DFB 激光芯片與集成式共焦法布里波羅諧振器等組成共振反饋諧振腔,洛侖茲線寬僅15.7hz114移動站,國際最高。
國內:內腔光反饋已降低至khz量級,中國科學院半導體研究所報道了基于單片集成非對稱相移 DFB 激光器開發的窄線寬激光器模塊, 實現激發波長 1550 nm, 激光功率 26 mW, 最窄激光線寬達到 35 kHz. 在外腔光反饋技術方面, 中國計量科學研究院 [5] 采用高精度雙鏡式非共焦腔 結構, 成功降低外腔半導體激光器的激光線寬至 100 Hz, 瞬時洛倫茲線寬降低至 30 Hz.
三、方法:
基于內腔光反饋技術的窄線寬半導體激光器通常采用集成布拉格光柵或者特殊波導結構的方案。
具體的做法還得參看文章。
《窄線寬半導體激光器研究進展》
四、總結:
半導體激光器正向著高功率、窄線寬的方向快速發展, 內腔反饋技術方面, 通過激光芯片外延結 構和波導結構的分別優化設計, 獲得低于 10 kHz 的窄線寬激光輸出; 外腔反饋技術方面, 通過不斷開發新型光反饋元件和光學諧振腔設計, 實現低于 100 Hz 的超窄線寬激光, 結合其體積小、重量輕、高轉換效率、光譜范圍廣等特性, 將在超高精度激光雷達、衛星間通信、相干光通信、激光光譜學、原子鐘泵浦、大氣吸收測量及光纖通信等領域獲得極其廣泛的應用.目前, 我國在窄線寬半導體激光器研究領域, 由于起步較晚、工藝技術限制及國外的高端技術封鎖等因素, 與國外仍有一定差距, 需要進一步提高半導體激光器的功率和光譜特性; 解決二次高質量外延生長技術和表面光柵的高深寬比刻蝕技術; 攻克高精度光柵等光學反饋元件制造關鍵技術; 亟待整合國內優勢單位進行聯合研發, 突破關鍵技術, 實現高功率、窄線寬半導體激光器的自主化研發。
好了,今天的分享就到此為止,感謝您的查閱!