Analiza wpływu zmian konstrukcyjnych lasera azotkowego na możliwość zwiększenia jego wyjściowej mocy optycznej

• Autorzy: Kuc M. , Sarzała R.P. , Perlin P.

Warianty tytułu

EN

Computational analysis of output power limits of III-N-based laser diode with various package modifications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki numerycznej analizy możliwości zwiększenia mocy wyjściowej uzyskiwanej z krawędziowego lasera azotkowego oraz zaprojektowanych na jego podstawie jednowymiarowych matryc laserowych poprzez zastosowanie wybranych zmian konstrukcyjnych. Dwuwymiarowy elektryczno-cieplny model numeryczny został skalibrowany dla danych eksperymentalnych otrzymanych dla lasera pracującego z falą ciągłą w temperaturze pokojowej wykonanego w laboratorium Instytutu Wysokich Ciśnień UNIPRESS Polskiej Akademii Nauk. Przeprowadzone obliczenia miały na celu określenie wpływu na optyczną moc wyjściową modelowanych przyrządów takich parametrów konstrukcyjnych, jak: szerokość chipu laserowego, grubość podłoża, grubość warstwy złota w kontakcie elektrycznym typu p, liczba i rozstawienie emiterów w matrycy laserowej.

EN

This paper presents calculation results of performance of III-N-based laser diode and its arrays (bars) with various package modifications. We adjusted our 2D thermal-electrical model to room-temperature continuous-wave operating characteristics of nitride-based edge-emitting laser fabricated in the Laboratory of Institute of High Pressure Physics. The impact of chip width, substrate thickness, thickness of p-type gold electrode, number of emitters and emitter-to-emitter distance on output power limits of nitride laser diode is investigated.

Słowa kluczowe

PL

GaN; laser półprzewodnikowy; matryca laserowa; oporność cieplna

EN

GaN; semiconductor laser diode; laser array; thermal resistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 9
• Strony: 62--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kuc M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

autor

Sarzała R.P.

• Politechnika Łódzka, Instytut Fizyki, ul. Wólczańska 219, 90-924 Łódź

autor

Perlin P.

• Instytut Wysokich Ciśnień UNIPRESS Polskiej Akademii Nauk, Al. Prymasa Tysiąclecia 98, 01-142 Warszawa

Bibliografia

• [1] Kozaki T., Nagahama S.-I., Mukai T., Recent progress of highpower GaN-based laser diodes, Proc. SPIE, 6485, (2007) 648503
• [2] Uchida S., Takeya M., Ikeda S., Mizuno T., Fujimoto T., Matsumoto O., Goto S., Tojyo T., Ikeda M., Recent Progress in High-Power Blue-Violet Lasers, IEEE J. Select. Topics in Quantum Electron., 9, (2003), n. 5, 1252-1259
• [3] Suzuki N., Morimoto K., 10 W CW blue-violet diode laser array on the micro-channel cooler, Proc. SPIE, 8241 (2012) 82410J
• [4] Lutgen S., Schmitt M., Blue Laser diodes, Optik & Photonik, 4, (2009), n. 2, 7-39
• [5] Nagahama S.I., Sugimoto Y., Kozaki T., Mukai T., Recent progress of AlInGaN laser diodes, Proc. SPIE, 5738, (2005), 57-62
• [6] Miyoshi T., Masui S., Okada T., Yanamoto T., Kozaki T., Nagahama S.I., Mukai T., InGaN-based 518 and 488 nm laser diodes on c-plane GaN substrate, Phys. Status Solidi A, 207, (2010), n. 6, 1389-1392
• [7] Kawaguchi M., Kasugai H., Samonji K., Hagino H., Orita K., Yamanaka K., Yuri M., Takigawa S., Catastrophic-Optical- Damage-Free InGaN Laser Diodes With Epitaxially Formed Window Structure, IEEE J. Select. Topics Quantum Electron., 17, (2011), n. 5, 1412-1416
• [8] Sobczak G., Kierunki rozwoju sprzężonych fazowo matryc krawędziowych diod laserowych, Przegląd Elektrotechniczny, 4, (2013), 53
• [9] Goto S., Ohta M., Yabuki Y., Hoshina Y., Naganuma K., Tamamura K., Hashizu T., Ikeda M., Super high-power AlGaInN-based laser diodes with a single broad-area stripe emitter fabricated on a GaN substrate, Phys. Status Solidi A, 200, (2003), n. 1, 122-125
• [10] Perlin P., Marona L., Holc K., Wisniewski P., Suski T., Leszczynski M., Czernecki R., Najda S., Zajac M., Kucharski R., InGaN Laser Diode Mini-Arrays, Appl. Phys. Exp., 4, (2011), n. 6, 062103
• [11] Injeyan H., Goodno G.D., High-Power Laser Handbook, McGraw-Hill Companies, Inc., (2011)
• [12] Stanczyk S., Kafar A., Targowski G., Wisniewski P., Makarowa I., Suski T., Perlin P., Thermal properties of InGaN Laser Diodes and Arrays, Proc. SPIE, 8625, (2013), 862521
• [13] Kuc M., Sarzała R.P., Nakwaski W., Thermal crosstalk in arrays of III-N-based Lasers, Mater. Sci. Eng., B, 178, (2013), n. 20, 1395-1402
• [14] Sarzała R.P., Wasiak M., Modelowanie zjawisk elektrycznocieplnych w laserach kaskadowych, Przegląd Elektrotechniczny, 10, (2011), 177
• [15] Howard S.S., Liu Z., Gmachl C.F., Thermal and Stark-Effect Roll-Over of Quantum-Cascade Lasers, IEEE J. Quantum Electron., 44, (2008), 319-323