日亞化學(xué)工業(yè)07年11月發(fā)布了脈沖振蕩時(shí)輸出功率為420mW的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器、以及連續(xù)振蕩時(shí)輸出功率為1W的藍(lán)色半導(dǎo)體激光器。該公司稱兩款產(chǎn)品的輸出功率均為“全球最高水平”。輸出功率為420mW的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器，可應(yīng)用于藍(lán)光光盤和HD DVD等新一代光盤的2層12倍速或4層6倍速的高速讀寫。目前市場(chǎng)上流通的產(chǎn)品，其輸出功率最大不過(guò)200mW，因此420mW的輸出功率接近其2倍。輸出功率為1W的藍(lán)色激光器主要面向使用激光光源的投影儀，輸出功率提高至原來(lái)的兩倍。日亞化學(xué)工業(yè)公布了這些高功率激光器的背景以及采用的技術(shù)。

　　輸出功率420mW的產(chǎn)品的量產(chǎn)時(shí)間為09年

　　關(guān)于輸出功率為420mW的藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器的產(chǎn)品化情況，日亞化學(xué)工業(yè)表示技術(shù)開發(fā)已經(jīng)完成。壽命可確保在5000個(gè)小時(shí)以上，電氣特性等產(chǎn)品性能已達(dá)到實(shí)用水平。該公司計(jì)劃于08年1月開始量產(chǎn)供貨250mW產(chǎn)品，1年后量產(chǎn)供貨320mW產(chǎn)品，09年開始量產(chǎn)此次發(fā)布的420mW產(chǎn)品。雖然離量產(chǎn)時(shí)間尚早，但該公司希望通過(guò)快速公布420mW產(chǎn)品開發(fā)完成這一消息，促進(jìn)激光頭廠商和設(shè)備廠商在高速讀寫技術(shù)方面的開發(fā)。不過(guò)，為了量產(chǎn)420mW產(chǎn)品，還必須提高制造技術(shù)來(lái)降低制造成本，同時(shí)進(jìn)一步提高成品率。

　　據(jù)日亞化學(xué)工業(yè)介紹，在輸出功率為250mW的產(chǎn)品亮相之前，新一代光盤裝置的開發(fā)一直受“藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器的‘功率限制 ’”(日亞化學(xué)工業(yè) 第二部門LD技術(shù)本部LD開發(fā)部 部長(zhǎng)代理長(zhǎng)浜慎一)。雖然廠商希望提高讀寫速度，但由于半導(dǎo)體激光器輸出功率的制約，無(wú)法加快高速讀寫設(shè)備的開發(fā)速度。

　　通過(guò)將藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器的輸出功率大幅提高至420mW，今后將不會(huì)產(chǎn)生之前的“功率限制”問(wèn)題。雖說(shuō)2層12倍速或4層6倍速等高速讀寫的標(biāo)準(zhǔn)尚未具體決定。不過(guò)該公司強(qiáng)調(diào)，只要輸出功率達(dá)到420mW，藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器便可完全支持高速化。

　　此次發(fā)布的420mW產(chǎn)品的閾值電流為30mA，可通過(guò)300mA的電流獲得420mW的輸出功率。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，將根據(jù)設(shè)備的使用要求調(diào)節(jié)激光特性，比如稍微提高發(fā)光效率等。不過(guò)，即使加入這些變更，也不會(huì)過(guò)多地偏離此次公布的性能指標(biāo)值。

　　提高輸出功率的關(guān)鍵是COD的減小和長(zhǎng)達(dá)1mm左右的共振器

　　420mW產(chǎn)品為了提高輸出功率，實(shí)施了兩大改進(jìn)。一是減小了激光器芯片端面的災(zāi)變性光學(xué)損傷(COD：catastrophic optical damage)。芯片端面是射出激光的部分，激光的輸出功率越高端面越容易劣化。日亞化學(xué)工業(yè)沒(méi)有透露具體的技術(shù)情況，不過(guò)“在不增加成本的范圍內(nèi)，導(dǎo)入了可減小COD的技術(shù)”(該公司董事、第二部門LD技術(shù)本部本部長(zhǎng)兼氮化物半導(dǎo)體研究所所長(zhǎng)向井孝志)。

　　另一改進(jìn)是延長(zhǎng)了振蕩激光器的共振器。具體數(shù)值沒(méi)有公開，但“紅色半導(dǎo)體激光器的高功率產(chǎn)品，其共振器長(zhǎng)度延長(zhǎng)到了2mm左右。藍(lán)紫色半導(dǎo)體激光器的共振器沒(méi)有那么長(zhǎng)，僅為紅色半導(dǎo)體激光器的一半左右”(日亞化學(xué)工業(yè)的向井孝志)，因此估計(jì)為1mm左右。

　　延長(zhǎng)共振器也就是加大芯片尺寸。由于能夠從1片晶圓上獲得的芯片數(shù)量減少，而且容易受結(jié)晶缺陷的影響，因此有可能降低成品率。也就是說(shuō)，芯片的制造成本將會(huì)提高。為了解決這個(gè)課題，日亞化學(xué)工業(yè)減小了芯片寬度(與共振器的延伸方向相對(duì)應(yīng)，垂直方向的芯片尺寸)，以盡可能地避免增大芯片面積。另外，該公司計(jì)劃通過(guò)提高制造技術(shù)來(lái)提高成品率。

　　輸出功率為1W的產(chǎn)品將從08年9月開始量產(chǎn)

　　面向顯示器用途的輸出功率為1W的藍(lán)色半導(dǎo)體激光器，其樣品供貨時(shí)間為08年3月，并預(yù)定在9月開始量產(chǎn)。主要面向使用紅色、藍(lán)色和綠色激光提高色彩再現(xiàn)性的投影儀的光源。

　　提高輸出功率，一般會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)激光器芯片的工作溫度上升、激光器芯片嚴(yán)重劣化等問(wèn)題。此次，日亞化學(xué)工業(yè)將輸出功率提高至原來(lái)的2倍，隨之而來(lái)的工作溫度上升問(wèn)題，通過(guò)封裝來(lái)解決;關(guān)于芯片的劣化問(wèn)題，通過(guò)改良芯片解決。通過(guò)這些改進(jìn)，輸出功率減半之前的壽命在用于顯示器用途時(shí)，可達(dá)到3萬(wàn)個(gè)小時(shí)以上。

　　封裝由原產(chǎn)品使用的直徑為5.6mm的CAN封裝，變更為直徑為9mm的相同封裝。這樣一來(lái)，封裝的熱阻可由原來(lái)的15K/W降至9K/W。通過(guò)降低熱阻，可輕松地將芯片熱量釋放到封裝外部、盡可能地降低工作時(shí)芯片溫度的上升。日亞化學(xué)工業(yè)表示，直徑為9mm的CAN封裝不是特殊產(chǎn)品，估計(jì)封裝成本不會(huì)增加。原因是采用了過(guò)去在CD中使用的紅外線半導(dǎo)體激光器。

　　為了防止芯片劣化，此次加大了共振器長(zhǎng)度、降低了激光發(fā)射口的光密度。這樣一來(lái)，便可最大限度地減小COD的影響。激光的光束直徑(Beam Diameter)為1μm×15μm。雖然輸出功率的提高幅度和芯片尺寸都大于輸出功率為0.5W的產(chǎn)品，但均控制在1.5倍以內(nèi)。

　　有可能實(shí)現(xiàn)陣列化，不過(guò)有可能產(chǎn)生芯片成本上升、長(zhǎng)期可靠性下降等問(wèn)題

　　如果使用此次的1W產(chǎn)品，例如將其用于投射100英寸影像的投影儀時(shí)，需要多個(gè)1W產(chǎn)品。根據(jù)設(shè)備的不同，所需1W產(chǎn)品的個(gè)數(shù)也不盡相同，有時(shí)需要1個(gè)，有時(shí)需要3～4個(gè)。因?yàn)橛袝r(shí)需要多個(gè)1W產(chǎn)品，因此今后有可能會(huì)考慮在單芯片上設(shè)置多個(gè)共振器。

　　不過(guò)，如果采用陣列芯片(Array Chip)，芯片尺寸就會(huì)變大，因此有可能產(chǎn)生芯片成本上升、長(zhǎng)期可靠性下降等問(wèn)題。另外，由于需要的個(gè)數(shù)因設(shè)備而不同，因此陣列芯片容易成為定制品、量產(chǎn)個(gè)數(shù)會(huì)減少，這樣一來(lái)芯片成本就會(huì)增加。因此，對(duì)陣列芯片的投產(chǎn)問(wèn)題，該公司表示將慎重考慮。