PDF《2017 年度国家科学技术进步奖推荐项目公示内容 一、项目名称》

109 shots,峰值功率 500W/bar 的808nm 无铟化半导体激光器. 2.研究了瞬态、稳态高热流密度下半导体激光器的热行为,提出了独特热管理技 术,研究空洞形成、扩展和金属浸润性,优化无缺陷键合技术和材料表面处理与薄 膜技术,首次研制出国际上最轻的(2.3g)峰值功率 1500W(QCW)和900W(QCW 高温 80℃)的传导冷却半导体激光器叠阵;

国内首次实现 900W//bar(QCW)和连 续波输出功率 320W//bar(CW)微通道半导体激光器,产业化产品功率达 600W (QCW)和200W//bar(CW) . 3.提出了面阵热管理、功率扩展及光束整形技术,国内首次研制出功率 144kW 的面阵,并实现面阵光斑尺寸控制及均匀化,使我国成为继美国和德国后第三个能 够制备 100kW 级面阵的国家. 4.发现半导体激光器阵列 Smile 的产生机理,研究了键合界面的应力应变,提 出热应力控制方法和开发了近场非线性控制技术, 使阵列器件的 Smile 小于 1? m (优 于国际上典型值 2?m) ,偏振度提高 10%. 5.基于对叠阵温度分布的预测和评估测试, 优化波长组合, 解决了叠阵和面阵的 光谱展宽,使叠阵和面阵光谱宽度均小于 3nm,大幅提高了泵浦效率. 6.提出了高功率半导体激光器测试、诊断和解决方案,首次在国际上提出表征高 功率半导体激光器空间偏振和空间光束轮廓,并研制了相应的测试装置;

首次在国 内建立了三维远场强度表征系统,为揭示失效机理及提高器件性能提供了保障. 国内率先以 产-学-研 模式进行成果转化,建立年产能达

50 万支能力,多款产 品的整体性能达国际先进水平.产品获得广泛应用,国内客户

776 家,国外客户

362 家,国内市场占有率达到 30%.近三年经济效益达 4.41 亿元.五项成果通过陕西省 科技成果鉴定,申请专利

310 项,已授权

172 项(其中

41 项国内发明专利,6 项国 外专利) .在世界著名出版社 Springer 出版了国际上第一部关于半导体激光器封装的 专著,主持制定了两项国家标准.

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四、客观评价 1.科技成果鉴定 (1)

2009 年三项科技成果 单巴条传导制冷 30%填充因子

808 纳米

60 瓦连续波半导体激光 器 、 微通道液体制冷

808 纳米垂直叠阵半导体激光器 和 单巴条微通道液体制冷

808 纳米

250 瓦准连续波半导体激光器 通过陕西省科学技术成果鉴定,专家一致认为: 认为该项目技术含量 高,设计合理,已经形成批量生产能力,单巴条微通道液体制冷 808nm250W 准连续波半导体激 光器(8%占空比)和通道液体制冷 808nm 垂直叠阵半导体激光器技术指标优于国际同类产品, 填补了国内空白 . (2)

2011 年研发的 半导体激光器功率扩展面阵技术 项目,通过了由陕西省科技厅组织的 技术成果鉴定.鉴定结果指出: 所研发的面阵在输出功率、功率密度、光谱宽度等方面达到国 际同类产品标准. (3)

2015 年 高功率半导体激光器封装技术及产业化 成果通过了由中国科学院西安分院组 织的科技成果鉴定.鉴定结果指出: 该项目技术复杂、难度大,技术先进,创新性强,研制出 了多款具有自主知识产权的高功率半导体激光器,整体性能先进,其中单巴 500W 和80℃高温

25 巴叠阵商业化产品的主要性能超过国际同等产品指标. 2.项目验收证明 (1)

2009 年1月,中国科学院西安光机所开发基金项目 大功率半导体激光器功率扩展面阵 技术 顺利通过验收,转件一致认为 基于多叠阵光束非成像叠加、光斑控制、近场非线性控制、 热管理、光谱控制等技术,实现了多个叠阵的组合面阵,连续波输出功率最高大 27kW.制备的 面阵半导体激光器功率、光谱指标均超过合同要求. (2)