Der Halbleiterlaser bei 852 nm stimmt hochgradig mit der D₂-Linienübergang des Cäsiumatoms überein und ist eine Schlüssellichtquelle in Cäsiumatomuhren, Quantsensoren, kalter Atomensteuerung und präzisen Spektroskopiesystemen. Das System gibt einen Überblick über den Forschungsfortschritt von Halbleiterlasern im 852-nm-Bereich hinsichtlich des Quantentrog-Materialsystems, des Geräteentwurfs, der Kernleistungsoptimierung und der technischen Anwendung. Aus der Perspektive der Materialentwicklung wird die Entwicklung der Systeme AlGaAs/GaAs, aluminiumfreier InGaAsP/GaAs und InAlGaAs/GaAs analysiert und die innere Verbindung zwischen Ladungsträgerbegrenzung, Kavitätenflächenzuverlässigkeit, Temperaturstabilität und elektro-optoelektronischer Effizienz erläutert. Nach Gerätetyp werden der Entwicklungsstand von verteilten Rückkopplungslasern (Distributed Feedback Laser, DFB), vertikal kavitierte Oberflächenemissionslaser (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser, VCSEL), Externkavitätsrückkopplungslasern, vertikal extern kavitätsoberflächenemittierenden Lasern (Vertical External-Cavity Surface-Emitting Laser, VECSEL) und Hochleistungs-Seitenemissionslasern zusammengefasst und deren Leistungsunterschiede bezüglich Linienbreite, Leistung, Steigungseffizienz, Einmodenstabilität und Systemintegration verglichen. Schließlich werden kommerzielle 852-nm-Halbleiterlaserprodukte national und international analysiert und festgestellt, dass der Inlandsmarkt hauptsächlich auf Vertrieb, Modulverpackung und Systemintegration konzentriert ist, während Kernchips und Verstärkerchips weiterhin von ausländischen Lieferanten abhängen. Zukünftig werden sich 852-nm-Halbleiterlaser in Richtung schmaler Linienbreite, hoher Leistung, hoher Effizienz, breiter Temperaturstabilität, hoher Zuverlässigkeit und Chip-Integration entwickeln und die nächste Generation von Cäsiumatomuhren und Quantenpräzisionsmesssystemen unterstützen.

Halbleiterlaser; Quantentrogstruktur; Kerndkenngrößen; Cäsiumatomuhr