單管晶片集成首次實現光纖輸出功率超過4000瓦半導體雷射器

2021-01-15 電子產品世界

　　蘇企自主研發高功率半導體晶片，在國際上首次利用單管晶片集成實現光纖輸出功率超過4000瓦半導體雷射器。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201606/293155.htm

　　6月17日，2016年首批4個姑蘇領軍人才計劃重大創新團隊候選項目公示結束。來自蘇州高新區長光華芯光電技術有限公司申報的「高功率半導體雷射晶片及應用模塊、系統的研發及產業化」項目榜上有名，其在「一粒米」大小的晶片上能發出超過10瓦的光的晶片研發，走到了世界的前列。

　　在長光華芯公司大廳裡，筆者看到了擁有中國完全自主智慧財產權、達到國際先進水平的「單管晶片」和「集成巴條」。「單管晶片」體積約一粒米大小，但要比米更細、更薄。「『單管晶片』已經很小了，但它的發光部分只佔了『單管晶片』的五分之一。也就是說，這光就是從一條微縫隙中發出的，可超過10瓦。」公司技術負責人向記者筆者介紹，「你設想一下，在這麼細微的晶片上，要承載高功率、高亮度，還要經受住大電流而不被擊穿，實現電、熱、光之間的轉換，有多難?」

　　

 

　　技術人員展示所研發的晶片，左側是「集成巴條」，右側為「單管晶片」。

　　晶片全工藝流程都是自主研發，擁有完全自主智慧財產權。

　　事實上，目前我國高功率半導體晶片大多要依賴進口，而很多國家在對華出口高性能半導體晶片上多有限制。「世界正進入『光製造時代』，高能雷射技術也正在引領製造業革命。當前國際半導體雷射器技術發展的趨勢是要同時獲得高功率、高亮度、高效率、高可靠性。難點在提高多晶片的指向一致性、降低發散角、控制晶片內部應力、提高晶片偏振度及合束效率。」長光華芯公司負責人說。

　　長光華芯團隊的創新，就在於在國際上首次使用自主創新的分布式載流子注入技術，解決了半導體雷射器在高功率工作條件下的非線性效應問題，提升了輸出功率，達到了國際領先水平;在國際上首次利用單管晶片集成實現光纖輸出功率超過4000瓦半導體雷射器，實現多達560個分離單管晶片的合束耦合進400微米光纖中。而這樣的成果，從晶片設計、外延生長、器件封裝、模塊、光纖耦合模塊及系統，全工藝流程都是自主研發，擁有完全自主智慧財產權。該團隊還先後承擔了國家863、973、04等國家重大專項。

　　該團隊還將晶片技術運用在了切割與焊接上，其研發的半導體雷射器切割工具機獲得2015年中國雷射行業技術創新獎，將半導體雷射器切割技術做到了全國第一。「過去的氣體雷射器焊接，體積要像一間房子那麼大;運用我們的高功率半導體雷射晶片做成的焊接器，大小就像一個小冰箱。並且，我們的雷射焊接點是平頂的、溫度是一致的，在焊接中具有無與倫比的優勢。」


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