技术成熟度：中试技术

转让方式：技术转让

预计投资资金(万元)：1000万以上

成果简述：项目情况介绍：
本课题组在氮化镓基材料生长和光电子器件研制方面有二十余年的研究经历，在氮化镓及其多元化合物的MOCVD外延生长及激光器、探测器、太阳电池等光电子器件的设计和工艺加工方面具有丰富的理论和实验基础。在激光器研制方面，我们曾于1999年成功研制出世界上第一只立方相GaN蓝色发光二极管器件并开发成功了氮化镓基LED中游工艺产业化技术，2004年研制出中国第一支氮化镓基蓝光激光器，2007年研制出中国第一支室温连续工作氮化镓基蓝光激光器。目前我们研制的氮化镓基大功率紫光激光器，发光波长位于410 nm附近，室温脉冲条件下 大输出峰值功率高达16 W，并具有体积小、效率高、重量轻等优点，可广泛应用于光存储、激光印刷、生化荧光检测等多个领域。
技术特点：
氮化镓基大功率紫光激光器，室温脉冲条件下，阈值电压6～9 V，阈值电流小于12 A；激射波长为410±10 nm，处于紫光波段；27 V工作电压下的脉冲峰值功率高达16 W。器件整体性能指标处于国内 高且唯一、国际一流的水平。
专利情况：
目前我们持有关于氮化镓基大功率激光器制作的 13项授权专利，这些专利分别涉及氮化镓材料的MOCVD外延生长、多发光区结构设计、刻蚀和解理工艺、激光器性能测试和表征、大功率器件的热管理与器件封装等不同领域，对氮化镓基大功率紫光激光器研制的关键技术进行了全过程、全方位的专利保护。
市场分析及应用情况：
氮化镓基大功率紫光激光器的应用前景十分广阔，具体如下：
1.激光光盘存储
以通用的5寸双面光盘为例，采用波长在670～690 nm的GaAs基红光半导体激光器时，光盘存储容量在2.6 GB左右；如果采用波长为410±10 nm的GaN基紫光激光器，相同尺寸光盘的容量则可达到15 GB以上。因此，对于光盘存储领域，波长短、功率大的氮化镓基紫光激光器是不可或缺的关键器件。
2.激光印刷激光印刷制版所使用的CTP板有两种类型，一种是热敏型板，另一种是光敏型板。热敏型CTP板一般选用830 nm或1064 nm波长的激光作为光源；而光敏型CTP板则可选用 410 nm 氮化镓基紫光激光器作为光源。两相对比，一般认为光敏型CTP板具有响应速度快、所需激光功率低的优点，且410 nm紫光激光光斑比830 nm和1064 nm激光光斑小很多，可带来引刷质量的进一步提升。
3.生化荧光检测
利用激光诱导荧光检测技术可进行蛋白分析、微流控生物芯片、兴奋剂检测、毒品监管等，因此可广泛应用于生命科学、分子生物学、神经化学、免疫学、药物学、环境科学、毒理学、食品学等诸多领域。
早期通常使用的激光器是氩离子激光器，功率较大，输出稳定，出射激光接近理想高斯光束，能够比较准确地会聚于一点。但氩离子激光器体积大、成本高，不利于仪器小型化。新型的短波长氮化镓基半导体激光器可代替氩离子激光器，有利于降低荧光检测系统的成本并实现小型化，这要求作为激发源的氮化镓基激光器具有较高的输出功率和较好的光斑质量。
氮化镓基大功率紫光激光器的产业化主要包括三部分设备：
（1）金属有机物化学气相沉积系统（MOCVD）：设备价格约1000万元/台，每台需60 m2万级超净室，另需配套液氮气房。
（2）完整的工艺加工生产线：激光器清洗、光刻、镀膜、解理等工艺过程需要一条完整的工艺线，设备总价值约5000～8000万元，需千级至万级超净工艺间约1000 m2。
（3）器件封装和测试系统：激光器管芯的封装设备、测试系统和老化设备共需约300万元，厂房面积约120 m2。
概括而言，氮化镓基大功率紫光激光器的生产条件与LED相似，包括超净室、资金、人员等大部分条件可与LED企业共用，适当补充少量激光器制作所需的专用设备。