COD全稱災變性光學鏡面損傷，是激光器腔面區域吸收諧振腔內部較高的光輸出后，導致腔面區域溫度超過其材料的熔點，從而發生腔面熔化的一種災變性破壞。

提高激光器芯片COD閾值的方法有很多，其中非吸收窗口技術是適合大功率激光器芯片量產的常用方法。非吸收窗口技術是把摻雜離子輸送到激光芯片腔面附近區域，提高出光面局部外延材料的禁帶寬度，對芯片內部發射出來的激光形成非吸收窗口，降低了出光腔面因光吸收產生的熱能，進而提高芯片COD閾值。

COD通常發生在激光器的出光腔面，也就是鍍有AR膜的透射面，因為芯片激發出的激光90%以上的激光都會從AR面射出，且AR面在芯片封裝時將會凸出熱沉邊緣約10um，傳導散熱較差。而在激光芯片的反射腔面鍍有高反射HR膜，激光到達此面后反射回去，且此端與熱沉完全接觸，散熱性好，也就不容易發生腔面COD。

通過RTA的熱處理的方法，將Zn作為雜質擴散到有源區,Zn擴散加強了 AlGaInP 自然超晶格的無序性,也增加了擴散區量子阱的能帶寬度.而有源區以外帶隙寬度較小的區域無法吸收振蕩的激光,稱為窗口區.非吸收窗口的出現大大降低了整個發光區的溫度,有效抑制了 COD現象.

1999年,日 本 松 下 公 司 和 大 阪 大 學 的 研 究 團隊聯合報道了帶有窗口結構的大功率紅光半導體激光器.該團隊首次將 Zn擴散形成窗口結構的方法應用在折射率引導的 AlGaInP 激光器上.在室溫下脈沖功率可達150mW,COMD 閾值功率為152mW,斜率效率提升到0.83W/A.

2013年,日本三菱公司研制出638nm 紅光半導體激 光 器,最 大 輸 出 功 率 為785mW.2015年,三菱公司又報道了三發射極的激光器.該器件在25 ℃脈沖電流下,激射波長為638.6nm,峰值功率為6W,老化時間達22000h,是當前所報道的 638nm 波段激光器中功率最高的半導體激光器.據相關報道,三菱公司生產的638nm 大功率紅光半導體激光器產品均采用非吸收窗口結構.美國nLight公司報道了其最新的639nm 激光器.在２５℃連續電流下,功率可達７５０mW,斜率效率為1.05W/A,預計壽命超過8000h.

除了在激光器腔面制作非吸收窗口外,蒸鍍鈍化膜、大光腔結構、制作電流非注入窗口等方式都可以有效抑制COD現象,提高器件的單管輸出功率.

半導體激光器陣列也是提高器件輸出功率的有效方法.在半導體芯片上集成多個激光單元,形成激光陣列.激光陣列分為一維陣列(bar條)和二維陣列(疊陣),一個激光 bar條的功率可達數十瓦.1995年,美國Skidmore等報道了640nm 激光器陣列,有源區為張應變量子阱結構,bar條長１cm,連續電流下輸出功率超過１２W.2013年,德國Dilas公司報道了56W 的紅光激光器,該激光器采用二維陣列,由７個激光bar條堆疊而成,激射波長為638nm,輸出功率高達５６ W.2017年,日本索尼報道了６４４nm的陣列,最大輸出功率達20.1W.激光器陣列雖然輸出功率大,但是其光束質量較差,需要調制系統對其光束進行整形加工,限制其應用范圍,目前在激光顯示的紅光光源系統中并不常見.

上圖對國內外產品用于激光顯示的紅光半導體激光器的功率水平進行了總結,其中λ 為激光器的輸出波長,P 為激光器的輸出功率.從表中可以看出大功率紅光半導體激光器普遍采用非吸收窗口結構;此外,我國紅光半導體激光器的輸出功率與國際水平相當,但是在短波長器件上仍有一定的差距。

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