近期，度亙激光楊國文博士帶領的研發團隊在高功率半導體激光器領域取得新進展，實現了輸出功率和電光轉換效率的雙重突破。230μm條寬的915nm單管器件在48A/30℃/CW條件下，輸出功率高達48.5W，電光轉換效率（PCE）峰值高達72.6%，30W功率點的PCE大于67%，35W輸出時的PCE仍高達64.5%！

研究成果《48 W continuous-wave output from a high-efficiency single emitter laser diode at 915 nm》發表于國際著名學術期刊《Photonics Technology Letters》，并獲得評審專家高度認可：“所取得的激光芯片的特性測試結果十分出色”、“研究結果令人印象深刻”、“建議最快速度發表”。

度亙激光Photonics Technology Letters發表的研究成果論文

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應用與背景

高功率9xx-nm半導體激光器（LDs）作為光纖激光器泵浦源及直接半導體激光器光源廣泛應用于工業加工領域。由于摻Yb光纖在915nm波段吸收帶較寬，特別適合大溫度范圍條件下工作，在降低激光系統溫控成本上具有優勢，因此915nm半導體激光器是光纖激光器泵浦源的重要選擇。隨著工業加工領域的快速發展，對光纖激光器的功率提升的需求十分迫切。因此也對半導體激光芯片的性能、可靠性和穩定性提出了更為嚴格的要求。提高9xx-nm半導體激光器的功率和效率具有重要的應用及經濟價值。

摻鐿(Yb)光纖的吸收譜

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技術難點

1. 極高輸出光功率下的熱反轉（Thermal rollover）導致的功率受限問題；

2. 極高功率密度和電流密度工作條件下的腔面光學災變損傷（COMD）問題；

3. 芯片要求同時具備低損耗、低電壓、高內量子效率以及低發散角，但參數之間又有相互制約與矛盾的設計挑戰；

4. 低缺陷密度、低雜質密度和高重復穩定的高質量外延材料生長的挑戰。

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研究成果

針對高功率輸出的目標，首先基于激光芯片特性參量進行了模擬計算，分析了內量子效率及內部光損耗對斜率效率的影響，以及閾值電流和斜率效率對輸出功率的影響。結果表明實現高內量子效率的同時，實現低的內損耗是獲得高功率輸出的關鍵。通過新型結構設計、高質量外延生長以及精細化工藝制備，獲得了內損耗低至0.31cm?1，內量子效率高達96%的性能紀錄水平。在此基礎上，制備的230μm條寬單管器件在48A，30℃，CW條件下實現了高達48.5 W最高輸出功率！

30℃，CW條件下，10只單管半導體激光器的功率電流測試特性曲線

室溫25℃連續工作條件下芯片的測試結果表明，14A時最大電光轉換效率高達72.6%！30W輸出的PCE大于67%，35W輸出時的PCE仍高達64.5%。基于以上技術提升，最新推出的230μm條寬的30W和35W單管產品已通過客戶驗證并開始批量生產。

25℃，CW條件下，功率、電壓和電光轉換效率隨電流變化曲線

55只器件長期可靠性測試曲線

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形成的主要系列產品

在以上技術的研究成果基礎上，開發形成了880/915/945/975nm的系列單管產品。