报告分享 | 半导体激光光源和光学整形的协同发展

2020年6月24日，炬光科技董事长兼CEO刘兴胜博士受邀在EPIC（欧洲光电产业协会）举办的24小时环球直播中发表题为《推动高功率半导体激光器的应用和增长：半导体激光光源和光学整形的协同发展》的演讲。



与固体激光器、光纤激光器和气体激光器等其他类型的激光器相比，高功率半导体激光器在效率、可靠性、成本、尺寸等各方面都具有优势。所有可以应用半导体激光器的场景，一定会使用半导体激光器。

然而，无论EEL（边发射激光器），还是VCSEL（垂直腔面发射激光器），激光光束质量都较差。尤其是EEL的光束质量在快慢轴极端不对称：快轴方向BPP（Beam Parameter Product）良好，慢轴方向BPP很大。因此，半导体激光器光束质量差的特性决定了它目前不是主流应用的选择。

但刘兴胜博士认为，并非所有实际应用都需要高光束质量的激光，只要满足应用对能量密度、光束形状和能量分布的要求即可。高光束质量的激光当然比较容易满足以上三个要素，但通过微光学透镜对激光进行整形，使光子在合适的时间出现在合适的位置，低光束质量的激光便可以为我们所用。同时，整形后的光斑在众多应用中表现出独特的优势，如线光斑、面光斑在应用于焊接、激光剥离和退火等领域时可大大提升加工效率；应用于Flash LiDAR时可以减少运动部件的使用（如机械部件或MEMS），从而大幅提高系统可靠性。



炬光科技微光学透镜能够在零维（点）、一维（线）、二维（面）三个维度对各类型激光器进行光束整形。无论何种入射光源类型（VCSEL芯片、VCSEL阵列、EEL/Nanostack、DPSSL/光纤激光器），其光束形状如何，光束质量如何（发散角大小、是否对称），整形后均可形成圆形、矩形、线形等各种光斑形状，满足激光加工需求；也可形成较大的发散角，满足照明、3D感知等应用需求。





虽然光学整形不能提升激光器的整体光束质量，但可以通过调节不同方向（快轴、慢轴）的光束质量，满足特定应用对激光能量密度、光束形状和能量分布三要素的要求，应用于OLED柔性显示生产中的激光剥离、玻璃退火、塑料焊接、半导体退火、金属表面处理、铁路轨道检测、自动驾驶激光雷达等领域。



高功率半导体激光器与微光学光束整形技术的协同发展，拓宽了半导体激光器的应用边界，从而达到1+1>2的效果。

关于炬光科技：

西安炬光科技股份有限公司成立于2007年，是一家全球领先的专业从事高功率半导体激光器、激光微光学元器件、光子技术应用解决方案的研发、生产及销售的国家级高新技术企业。公司围绕光子技术及应用领域，致力于为全球客户提供高功率半导体激光器与激光微光学核心元器件及光子技术应用解决方案，形成了全面、完善的研发、生产及销售服务体系。