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Precise mode control of mid-infrared high-power laser diodes using on-chip advanced sawtooth waveguide designs

High Power Laser Science and Engineering 2024年第4期12卷 41-47页

作者： Jianmei Shi Chengao Yang Yihang Chen Tianfang Wang Hongguang Yu Juntian Cao Zhengqi Geng Zhiyuan Wang Haoran Wen Hao Tan Yu Zhang Dongwei Jiang Donghai Wu Yingqiang Xu Haiqiao Ni Zhichuan Niu Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Devices Institute of SemiconductorsChinese Academy of SciencesBeijingChina Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijingChina International Quantum Academy ShenzhenChina Hefei National Laboratory HefeiChina

Power scaling in conventional broad-area(BA)lasers often leads to the operation of higher-order lateral modes,resulting in a multiple-lobe far-field profile with large ***,we report an advanced sawtooth waveguide(ASW)structure integrated onto a wide ridge *** strategically enhances the loss difference between higher-order modes and the fundamental mode,thereby facilitating high-power narrow-beam *** optical simulations and experimental results illustrate the significant increase in additional scattering loss of the higher-order *** optimized ASW lasers achieve an impressive output power of 1.1 W at 4.6 A at room temperature,accompanied by a minimal full width at half maximum lateral divergence angle of 4.91°.Notably,the far-field divergence is reduced from19.61° to 11.39° at the saturation current,showcasing a remarkable 42%improvement compared to conventional BA ***,the current dependence of divergence has been effectively improved by 38%,further confirming the consistent and effective lateral mode control capability offered by our design.

关键词： antimonide semiconductor lasers far-field mode control

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