半導體激光器作為投影儀、顯示器等影像設備以及照明、汽車前照燈的新光源備受關注。而要想用于這些用途，輸出功率需要達到1W以上，也就是實現“W（瓦）級”的高功率。現在的藍色和綠色高功率半導體激光器實力如何呢？在LED及半導體激光器等發光元件國際會議“LEDIA’15”（太平洋橫濱國際會展中心，2015年4月22～24日）上，生產LED及半導體激光器等發光元件的知名企業日亞化學工業和德國歐司朗光電半導體（OSRAM Opto Semiconductors）分別介紹了各自的最新研發成果。

以振蕩波長532nm連續振蕩，光輸出功率超過0.8W

日亞化學工業介紹了采用直徑value="9" unitname="mm">9mm CAN封裝的綠色半導體激光器和藍色半導體激光器。綠色半導體激光器方面，日亞化學介紹了振蕩波長為520nm、525nm、532nm的3種產品的特性。其中，532nm品的特性非常具有沖擊性。

532nm是綠色激光器一般采用的波長。一般不是由半導體元件直接受激產生綠色激光，而是通過“SHG元件”將波長為1064nm的紅外激光轉換成532nm的激光。

利用半導體激光器直接發射出532nm激光是非常困難的。藍色和綠色半導體激光器一般是在發光的“活性層”采用InGaN的GaN類半導體激光器。日亞化學工業的藍色和綠色半導體激光器也是這樣的。

采用InGaN的激光器在將藍色光轉換成長波長的綠色光時，會提高In組成比。這在技術上很難提高光輸出功率。日亞化學工業改善了綠色半導體激光器的特性，采用振蕩波長532nm，在驅動電壓（Vf）4.72V、驅動電流（If）value="1.6" unitname="a">1.6A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下連續振蕩時，實現了0.87W的光輸出功率。雖然光輸出功率還不到1W，但在振蕩波長為532nm的綠色半導體激光器中已經很高了。

另外，此次發布的綠色半導體激光器采用了GaN類半導體激光器一般采用的GaN結晶的“c面”、也就是“極性面”。這證明即使不采用容易提高綠色半導體激光器輸出功率的GaN結晶的“半極性面”和“非極性面”，也可以獲得接近1W的光輸出功率。現在，半極性及非極性面的GaN基板都很小，難以提高生產效率，因此很難降低成本。因此，日亞化學工業選擇了c面。

532nm產品的發光效率“WPE（插頭效率，光輸出功率除以輸入功率）”約為11.5％。閾值電流為value=".28" unitname="a">0.28A，閾值電流密度為1.55kA/cm2。

另外，532nm波長在色域標準“ITU-R BTvalue=".202" unitname="”">.2020”所規定的色域中是綠色的標準波長，因此日亞化學工業認為，轉換成532nm波長對影像設備用途至關重要。

520nm產品的效率達到15％以上

此外，520nm產品和525nm產品的特性如下。520nm產品在Vf4.56V、Ifvalue="1.6" unitname="a">1.6A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率達到1.22W。WPE為約16.7％。閾值電流為value=".2" unitname="a">0.2A，閾值電流密度為1.11kA/cm2。

525nm產品在Vf4.67V、Ifvalue="1.6" unitname="a">1.6A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率達到1.12W。這時的WPE為約15％。激光器的諧振腔長度（L）為value="1.2" unitname="mm">1.2mm，條帶寬度（W）為15μm。閾值電流為value=".205" unitname="a">0.205A，閾值電流密度為1.14kA/cm2。525nm產品已開始供應樣品，并且已在2014年10月舉行的光技術和相關產品展會“InterOpto value="2014" unitname="”">2014”上展出（參閱本站報道）。此次公布了詳細的性能參數。

日亞化學工業還介紹了綠色半導體激光器的壽命。如果將表面溫度為value="60" unitname="℃">60℃時振蕩后光輸出功率減半的時間作為壽命，那么525nm產品的壽命為2萬5000小時。這是根據利用驅動電流固定在value="1.6" unitname="a">1.6A的“ACC”驅動1000小時的結果推斷的。

藍色半導體激光器的光輸出功率達到4W

藍色半導體激光器方面，日亞化學工業公布了正在開發的4W（連續振蕩時）產品的性能參數。2013年開發的藍色半導體激光器的光輸出功率為3.5W，新產品的輸出功率提高了10％以上。

4W產品的振蕩波長為455nm，在Vf4.2V、Ifvalue="2.5" unitname="a">2.5A、室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率為4.1W。這時的WPE為約39％。激光器的諧振腔長度（L）為value="1.2" unitname="mm">1.2mm，條帶寬度（W）為35μm。閾值電流為value=".286" unitname="a">0.286A，閾值電流密度為0.68kA/cm2。

日亞化學工業還公布了藍色半導體激光器的壽命。如果將表面溫度為value="60" unitname="℃">60℃時振蕩后光輸出功率減半的時間作為壽命，那么藍色半導體激光器的壽命為2萬5000小時。

成本是LED的5倍多

歐司朗光電半導體展示了藍色半導體激光器的最新研究成果。在驅動電流為value="3" unitname="a">3A的室溫（value="25" unitname="℃">25℃）環境下，光輸出功率為約4.1W。這時的WPE為約35％。

該公司的高功率藍色半導體激光器產品有的已被汽車前照燈采用。今后，除汽車前照燈外，要想在所有照明中普遍使用，不僅要改善性能，還要降低成本。

比如，與5000lm的白色LED照明相比，花1美元成本能獲得的亮度，LED超過500lm，而藍色半導體激光器不到100lm。也就是說，要想獲得相同的lm值，藍色半導體激光器所花費的成本是LED的5倍多。