CASICON晶体大会平行论坛3:砷化镓、磷化铟晶体及激光器技术

日期:2024-06-23 阅读:464
核心提示:6月22日-23日,“新一代半导体晶体技术及应用大会在济南召开。“砷化镓、磷化铟晶体及激光器技术”平行论坛上,实力派嘉宾代表们深入研讨,分享相关技术最新研究成果,探讨发展趋势与前沿。

 砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)晶体及其激光器技术在光电子领域具有重要地位。这些材料因其优越的电子和光学特性,被广泛用于高速电子器件、光通信、激光器等应用。通过优化材料特性、改进器件结构和探索新型材料,这些技术将继续推动光通信、光传感和高速电子器件的发展。

6月22日-23日,“新一代半导体晶体技术及应用大会在济南召开。本次会议在第三代半导体产业技术创新战略联盟指导下,由山东大学新一代半导体材料研究院、山东大学晶体材料国家重点实验室、济南市历城区人民政府、山东中晶芯源半导体科技有限公司、山东华光光电子股份有限公司、极智半导体产业网(www.casmita.com)、第三代半导体产业共同主办。 

会议除开幕大会,还设置了四大主题平行论坛。其中“砷化镓、磷化铟晶体及激光器技术”平行论坛上,实力派嘉宾代表们深入研讨,分享相关技术最新研究成果,探讨发展趋势与前沿,观点交互,碰撞激发新的思路,共同促进产业技术发展。中国工程物理研究院激光聚变研究中心研究员隋展和中国科学院上海光学精密机械研究所研究员周军共同主持了该分论坛。

 主持人隋展

 中国工程物理研究院激光聚变研究中心研究员隋展

1-姚宝权

哈尔滨工业大学激光空间信息全国重点实验室教授姚宝权

近红外792nm半导体激光器在中长波红外固体激光方面的应用

792nm半导体激光器作为泵浦源,在中长波红外固体激光器方面具有广泛应用。其高效、稳定和紧凑的特点,使其成为中长波红外激光器技术中的重要组成部分。哈尔滨工业大学激光空间信息全国重点实验室教授姚宝权做了“近红外792nm半导体激光器在中长波红外固体激光方面的应用”的主题报告,分享了相关研究成果,涉及2微米及中长波红外固体激光器应用拓展:光刻机光源,2微米及中长波红外固体激光器应用拓展:大飞机制造,1.91mm Tm:YLF连续激光器,1.94mm Tm:YAP连续激光器,单模保偏掺Tm全光纤连续激光器,单模保偏掺Tm全光纤连续激光器,高功率Tm光纤激光器技术,高平均功率Ho:YAG脉冲激光器,百赫兹、焦耳级  2.05μm Ho:YLF激光器,10~12μm 脉冲激光器(CdSe)等。其中,研究开展了300WTm光纤振荡器试验研究,泵浦功率544W,最大输出激光功率306W,阈值功率约为10W,斜率效率58.6%,光-光效率56.3%,光斑呈高斯分布;3台300W级Tm光纤激光器输出功率共870W,经过合束后输出功率843W,合束效率大于96%,整机光-光转换效率大于53%。

 2-杨晓光

中国科学院半导体研究所研究员杨晓光

面向硅光集成的III-V族量子点材料与激光器

量子点材料具有三维量子限制效应,以其作为有源区的量子点激光器具有更低的功耗、更高的温度稳定性和工作温度、更强的抗反射特性,可在无制冷、无隔离器环境下稳定高效输出。此外,量子点材料还具有强的缺陷不敏感性,是硅基外延片上光源的首选方案。中国科学院半导体研究所研究员杨晓光做了“面向硅光集成的III-V族量子点材料与激光器”的主题报告,重点介绍了在砷化镓基和硅基量子点材料与激光器方面的最新进展,展示了高温高功率单模激光器、窄线宽低噪声DFB激光器、无制冷高速直调激光器等产品。相关研究得到国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划等支持。

 3-周军

中国科学院上海光学精密机械研究所研究员周军

双碳背景下的激光智能制造技术

激光加工制造作为一种灵活便捷的加工方法,彰显出优异的经济和社会效益,且绿色环保,是实现绿色低碳循环经济的理想解决方案。中国科学院上海光学精密机械研究所研究员周军做了“双碳背景下的激光智能制造技术”的主题报告,主要介绍了激光在新能源领域的典型应用,并重点介绍了其团队在动力电池激光焊接及燃料电池金属极板焊接等方面的工作。

4-张晓东 

华光光电LD管芯部副总经理张晓东

高功率红光半导体激光芯片及其应用

半导体激光器波长主要波长范围从400nm-2000nm,GaAs基材料波长范围630nm-1100nm,红光波段激光器在建筑行业、医疗健康、科研和军事等领域应用非常广泛。640nm激光可以实现大色域范围,提升显示质量,激光器功率成为影响投影效果的要素之一。华光光电LD管芯部副总经理张晓东做了“高功率红光半导体激光芯片及其应用”的主题报告,分享了主要技术难题、大功率640nm激光器、长寿命670nm半导体激光器等内容。报告指出,640nm 激光所用In(AlGa)P 材料基础电阻率高,热导率低,材料带隙结构受热影响大,容易造成激光输出性能下降,因此激光器性能受热影响严重。大功率640nm激光器研发进展方面,芯片设计软件LASTIP,结合自研MOCVD材料参数模型库库,实现了芯片材料与结构参数双优化,光电参数计算精度与实际测量误差大幅降低。芯片封装形式从COS、光纤耦合输出、常规TO和叠阵,采用AlN、SiC等高热导率热沉,提升激光器与模组长时间工作的稳定性和使用寿命。长寿命670nm半导体激光器方面,芯片TO金锡封装以恒定电流50mA在85度恒温环境下连续工作5040小时,激光器平均输出功率10mW,5040小时测试后平均功率衰减低于15%,MTTF计算寿命 200,000小时。 高可靠性670nm激光芯片可在医疗、环境检测等领域广泛应用,推动激光器国产化。

 5-肖旭辉

苏州英谷激光科技有限公司总经理肖旭辉

《激光助力半导体行业发展与创新》

激光技术在半导体行业的发展与创新中起到了关键作用,通过提高制造精度、优化生产工艺、增强检测能力等方面,推动了半导体技术的进步和产业升级。苏州英谷激光科技有限公司总经理肖旭辉做了“激光助力半导体行业发展与创新”的主题报告,分享了激光微加工和激光宏加工,激光在半导体行业的应用场景等相关进展,涉及激光波长和脉冲宽度对材料加工的影响:1030nm皮秒红外激光在LED行业的应用,深紫外激光剥离,激光在硅晶圆隐形切割及碳化硅剥离工艺的应用,355nm/266nm紫外/深紫外激光在半导体检测领域的应用,半导体激光退火(527nm/351nm 40mJ纳秒激光器),激光诱导改性玻璃TGV,3D封装(皮秒、飞秒红外激光器),355nm长脉宽紫外激光晶圆刻槽,皮秒紫外激光对单晶金刚石材料的去除测试,皮秒紫外激光对单晶金刚石材料的去除测试:355nm紫外激光微结构加工应用等内容。

山东大学信息科学与工程学院教授赵智刚

超快和紫外激光

超快激光和紫外激光在科学研究、材料加工、医疗以及半导体制造等多个领域都有广泛的应用。山东大学信息科学与工程学院教授赵智刚做了“超快和紫外激光”的主题报告,

 7-李刚

中国科学院大连化物所研究员李刚

高质强光光学元件制造与薄片激光技术

中国科学院大连化物所研究员李刚做了“高质强光光学元件制造与薄片激光技术”的主题报告,报告介绍了在强光光学元件超光滑表面加工、超低损耗激光薄膜以及微结构激光窗口等方面的研制进展,超光滑表面粗糙度达到0.1 nm,近红外波段反射率达99.999%,损伤阈值达100 kW/cm2;介绍了团队在薄片晶体高质量封装技术、射流冷却系统的仿真与设计、薄片多通泵浦模块等薄片激光中的关键核心单元技术,以及在薄片激光再生放大器和多程放大器等方面研制进展;目前已研制出48通、72通薄片激光放大器,连续激光光光效率大于70%,利用自主研制的薄片放大器,通过再生放大技术路线实现了50-200 kHz可调,平均功率大于300 W的脉冲激光输出;目前正在开展基于多程放大的2000 W皮秒激光研制。

 8-蒋锴

济南大学物理科学与技术学院副教授蒋锴

高导热半导体激光器封装热沉材料技术研究进展

高导热半导体激光器封装热沉材料技术在提高半导体激光器性能和可靠性方面起着至关重要的作用。随着激光器功率密度的提高,热管理问题变得尤为突出。济南大学物理科学与技术学院副教授蒋锴做了“高导热半导体激光器封装热沉材料技术研究进展”的主题报告,分享了相关研究进展。

9-孙素娟 

山东华光光电激光事业二部副总经理孙素娟

高功率叠阵激光器及相关技术

随着半导体激光器巴条功率的提升以及封装技术的发展,半导体激光器的峰值功率和转换效率在不断提升,体积和质量在不断减小,功率密度越来越高,应用领域更广泛,已批量应用至测距照射、军事科研、工业制造、医疗、科研等领域山东华光光电激光事业二部副总经理孙素娟做了“高功率叠阵激光器及相关技术”的主题报告,分享了相关关键技术、高功率叠阵激光器、可靠性平台及产业化等内容。涉及高质量外延材料生长及结构设计、高损伤阈值芯片制备及腔面处理技术、高效热管理技术、硬焊料封装技术、光场匀化技术,基元化、模块化集成设计等。报告指出,以国产化高功率巴条为基础,实现高功率半导体激光器叠阵封装,助推高功率固体激光器快速发展,满足国家重大工程需求。基于自产巴条优势,不断提升高功率半导体激光器封装技术,实现高能量、高光束质量、高可靠性叠阵的国产化,打破国外高能量激光的垄断,降低成本,提高市场竞争力。以高功率半导体激光器泵浦源为核心,进一步扩展电控、温控配套能力,提高系统集成度。

 10-郑立

陕西理工大学讲师郑立

全固态GHz重复频率飞秒激光振荡器研究

飞秒激光是激光发展的重要前沿方向,已开拓出多个应用学科,产生了四个诺贝尔奖,在基础科学、大科学设施、先进医疗、现代国防及精密加工等领域得到越来越多的应用。陕西理工大学讲师郑立做了“全固态GHz重复频率飞秒激光振荡器研究”的主题报告,分享了GHz飞秒激光产生技术、高功率GHz飞秒激光研究进展等内容。涉及提高飞秒激光脉冲重复频率的方法、高重频飞秒激光器、全固态高重频飞秒激光器、单模LD泵浦的GHz飞秒振荡器、单模光纤激光器泵浦的GHz飞秒振荡器、多模LD泵浦的GHz飞秒振荡器等。报告指出,高重频飞秒激光器的重要发展方向:实现高功率短脉冲输出。

西安电子科大学博士后王阁阳

高功率全固态飞秒激光技术与应用

全固态飞秒激光面临着能量提升、功率提升、重频拓展等多方面的挑战,西安电子科大学博士后王阁阳做了“高功率全固态飞秒激光技术与应用”的主题报告,分享了掺镱飞秒激光再生放大技术研究进展。涉及脉冲能量提升研究进展、平均功率提升研究进展、放大器色散管理控制、增益窄化抑制、激光晶体热管理等。报告显示,已解决的关键技术问题涉及能量放大过程中的增益窄化抑制、功率放大中激光晶体的热管理、重频拓展过程中的时频稳定等。

 12-时银婧

广东先导微电子科技有限公司研发工程师时银婧

砷化镓和磷化铟单晶材料的制备和展望

广东先导微电子科技有限公司研发工程师时银婧做了“砷化镓和磷化铟单晶材料的制备和展望”的主题报告,分享了化合物半导体应用前景及市场展望、化合物半导体材料(单晶、衬底)制造工艺、 大尺寸化合物半导体材料发展趋势及面临的挑战等内容。报告指出,在衬底材料供应端,6”GaAs 和 4”InP 晶体生长以及晶片加工,已实现规模化的稳定量产及供货; 6”GaAs 在3D传感和激光应用领域已形成规模化的器件量产,如用于3D传感和数字通信的VCSEL,以及用于工业、航空航天和国防的边发射(EEL)器件。4” InP 也已实现光通信应用模块的规模量产。 大尺寸化合物半导体衬底(GaAs、InP)制备难点在于晶片加工,随着化合物半导体器件产业规模的不断发展,和芯片制造工艺水平的不断提升,对衬底的电学和光学均匀性、几何尺寸、加工精度、表面粗糙度、亚表面损伤等的要求也越来越高;衬底直径的增加,对切片翘曲度、晶片退火均匀性、研磨和抛光后表面/亚表面损伤层的去除、晶片边形以及边缘粗糙度的要求更高;大尺寸晶片加工,对抛光、清洗及检测阶段的自动化程度要求增加,同时对包装方式也提出了更严格的要求。

备注:根据现场有限资料整理,仅供参考!如有出入,敬请谅解!

 

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