德国 CryLaS FTSS355-Q1 355nm 固态激光器在光致发光（PL）测试中的应用

更新时间：2026-11-13

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微区光致发光（μ-PL）是宽禁带半导体、量子结构、光电器件光学表征的常用手段，依靠紫外激发光源使材料产生自发辐射，通过光谱采集获得带隙、激子复合、缺陷态、激射阈值等信息。德国 CryLaS FTSS355-Q1 为被动调 Q 微芯片结构 DPSS 固态激光器，输出波长 355nm，属于该 Q 系列脉冲能量较低的型号，适配低激发通量、低损伤风险的微区 PL 测试场景，在 GaN 基外延、VCSEL、微腔器件、钙钛矿等样品表征中已有较多文献应用案例。

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一、激光器工作原理与基础光学特性

FTSS355-Q1 采用 Nd:YAG 与 Cr:YAG 键合微芯片晶体实现被动调 Q，基频 1064nm 经非线性晶体三倍频输出 355nm 紫外脉冲。该方案无主动调制元件，结构密闭、风冷传导冷却，适合显微光路 OEM 集成。

中心波长 355 nm，脉冲能量 0.3 μJ@15 kHz，脉冲宽度 FWHM 不大于 1.1 ns，最大重复频率 20 kHz，支持单发、内触发、外部 TTL 触发。光束模式为 TEM₀₀，偏振比优于 100:1，垂直偏振，脉冲能量长期漂移小于 ±5%，脉冲间波动水平较低，平均功率 5 mW。

短纳秒脉冲、窄线宽与 TEM₀₀光束，便于显微物镜聚焦形成微米级激发光斑；低单脉冲能量的设计，能够控制样品表面能量密度，降低紫外激发下样品热损伤、光致漂白与晶格改性风险，适合对激发条件敏感的低维材料、超薄外延层与微腔结构测试。

二、355nm 波长用于 PL 测试的适配性分析

355nm 光子能量约 3.49 eV，可直接激发 GaN、InGaN、SiC 等宽禁带半导体材料，避开多数可见光波段 PL 信号的激发光杂散光重叠问题，光路滤除压力相对可控。对比 266nm 等更短紫外光源，355nm 在光学元件损耗、臭氧生成、样品表面强吸收造成的局部热累积方面更温和；对比 405nm 可见光泵浦源，其光子能量更高，可覆盖更大范围宽禁带体系。

该机型单脉冲能量偏低，不适用于需要高泵浦通量、高激射阈值的大功率泵浦实验，优势集中在低激发密度下的稳态 PL、变温 PL、微区 mapping、弱信号时间分辨 PL 采集。在 VCSEL 与 GaN 微腔阈值特性测试中，可通过物镜聚焦调节光斑尺寸，在小范围改变激发能量密度，观测自发辐射向受激辐射转变过程。

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三、PL 测试系统集成方式

FTSS355-Q1 一般以空间光输出接入共聚焦显微 PL 光路，典型链路为激光器输出光经过衰减片组、二向色分光镜，由显微物镜聚焦至样品表面；样品产生的 PL 信号沿原光路返回，经滤光片滤除 355nm 激发光后导入光谱仪或时间分辨探测模块。

设备通讯接口支持 USB、RS232，可与光谱采集软件联动，实现触发同步，用于门控采集、脉冲同步积分，提升微弱发光信号的信噪比。重复频率可在单发至 20kHz 区间调整，方便匹配不同探测器的响应速率。

在微区测试场景中，经高倍物镜聚焦后激发光斑可压缩至十几微米量级，实现定点表征，对器件台面、量子阱局部区域、缺陷点位进行逐点 PL 扫描。测试过程中需要配合连续可调衰减组件精细控制激发通量，防止高累积剂量造成样品发光特性发生不可逆变化。

四、适用样品与测试方向

GaN 基外延片、InGaN 量子阱、Micro-LED 外延结构，可开展微区 PL 扫描、组分均匀性、缺陷发光、变温 PL 测试。

氮化镓微腔、VCSEL 等光谐振器件，用于室温激射阈值表征、泵浦 - 发光强度曲线测试。
宽禁带单晶、SiC、氧化物半导体薄膜，完成紫外激发下激子与色中心发光表征。
钙钛矿、低维纳米材料，在低激发密度下开展稳态荧光测试，减少光降解影响。

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五、小结

FTSS355-Q1 依托微芯片被动调 Q 结构，提供稳定的 355nm 纳秒紫外脉冲输出，凭借低单脉冲能量、紧凑体积、良好光束质量，成为微区 PL 表征中低损伤激发方案之一。它更适合科研平台对宽禁带光电器件、微腔结构、易损半导体样品开展稳态和时间分辨光致发光测试，在控制激发通量、保护样品的前提下完成材料光学特性定量表征。

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