平面外腔半导体激光器的一种新的瞬态模型

视外腔半导体激光器的场为统一场,直接由内、外腔场的传播方程、边界条件出发,建立了平面外腔半导体激光器的瞬态模型。数值模拟的结果与实验结果的比较表明：无论对于强反馈、还是弱反馈,此模型基本上反映了平面外腔半导体激光器的瞬态特性     

广义两段式半导体激光器输出光谱的表达式

利用射线法导出了两段式半导体激光器输出光谱的表达式，把该式应用于光栅外腔式半导体激光器，还导出了激光器在任选波长振荡时，阈值载流子数密度的显函数形式的解析表达式     

外腔法压窄半导体激光器线宽的二阶理论

对耦合于长无源外腔的半导体激光器的线宽行为进行了二阶理论分析，首次得到了 外腔半导体激光器的线宽压窄率随外腔长的增加而出现饱和的结论。并给出了饱和因子 的表述式。     

外腔半导体激光器的实验研究

本文报道了外腔半导体激光器的一些研究成果。利用闪耀光栅作反馈元件，对808nm波长的半导体激光器形成弱耦合外腔，实现了光谱特笥较好的窄线宽单模激光输出，线宽小于0.06nm，边模抑制比大于30dB，最大输出功率为35.4mW，总的光－光转换效率为46％。通过调整光栅转角，可以得到11.66nm的波长调谐范围。设计了光栅－反向镜联动结构，使外腔半导体激光器的输出方向不再随调谐而变化。     

前端面反射率对外腔半导体激光器输出特性的影响

采用射线法,计及增益随波长的变化,导出了光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)输出谱及输出功率的隐函表达式.结合载流子速率方程,对外腔半导体激光器的输出谱的精细结构以及P-I特性进行了数值模拟研究.结果表明:光纤光栅外腔的输出谱在反射带宽内呈现出多峰结构,随着前端面反射率越小,输出谱相应的比较稳定;P-I特性曲线抖动越来越小,趋于线性变化.     

基于单片机的外腔半导体激光器控制系统的设计

设计了一种以单片机为核心,结合PID控制系统等外围电路的半导体激光器的高精度控制器.半导体激光器驱动电流精度达1.5×10-5,长时间工作(12h以上)偏置电流变化小于1μA,温度控制精度达到10-3℃.用该系统来控制光栅外腔半导体激光器,得到了功率稳定、波长单一的激光输出,长时间工作没有出现跳模现象.     

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的原理与应用

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)是二极管泵浦的多量子阱增益介质半导体激光器。近年来,光泵浦垂直外腔面发射激光器作为半导体能带工程的新成果,在理论和实验方面均取得了令人触目的进展。该器件具有较高的输出功率、卓越的光束质量和紧凑的结构。薄片式的激活介质避免了棒状介质的热透镜效应,周期性共振增益(PRG)结构提高了多量子阱内的受激辐射截面,分布布拉格反射器(DBR)减少了谐振腔的损耗。相对于晶体棒作激活介质的固体激光器来说,这种新型激光器可以通过半导体能带工程提供更加广泛的波长选择范围。它克服了电泵浦边发射和电泵浦面发射半导体激光器的限制,可以提供近衍射极限的基模或TEM01模的圆形光斑。     

耦合效率对光纤光栅外腔半导体激光器输出功率特性的影响

采用射线法,导出了光纤光栅外腔半导体激光器（FGESL）输出功率的表达式,结合载流子速率方程,对外腔半导体激光器的P-I特性进行研究．结果表明：随着耦合效率的增大,输出功率整体上呈现上升的趋势,在上升过程中出现的抖动越来越小．     

耦合效率对光纤光栅外腔半导体激光器输出功率特性的影响

采用射线法,导出了光纤光栅外腔半导体激光器（FGESL）输出功率的表达式,结合载流子速率方程,对外腔半导体激光器的P-I特性进行研究．结果表明：随着耦合效率的增大,输出功率整体上呈现上升的趋势,在上升过程中出现的抖动越来越小．     

外腔长度变化对外腔半导体激光器边模抑制比的影响

根据光纤光栅外腔半导体激光器（FBG—ECL）的等效腔模型,通过分析半导体激光器（LD）、外腔及光纤光栅（FG）三者的共同作用,利用光纤光栅外腔半导体激光器的相位条件确定FGESL的激光纵模分布,理论上研究了FGESL的边模抑制比（SMSR）随FG外腔长度的变化．结果表明：SMSR的大小跟外腔长度的选择有很大的关系,在其他参数相同的情况下,外腔长度的微小变化可以引起边模抑制比很大的波动．从总体上看,外腔较长时的比外腔较短时的边模抑制比要小;当外腔长度为8～11mm时,光纤光栅半导体激光器有比较高的边模抑制比（SMSR〉40．8dB）,并且边模抑制比随外腔长度的变化比较平稳.     

半导体激光器出射光束的折射微透镜准直

讨论了利用柱形折射微透镜来改善强功率半导体激光器出射光束平行性的问题,给出了强功率半导体激光器出射光束的准直平行性通过柱形折射微透镜的作用得到显著改善的几个关键因素,所得出的研究结果可以实际应用于一种低阵列规模的线列强功率半导体激光器出射光束的准直.     

半导体激光器的电导数测试和可靠性分析

采用电导数测量技术,测量了质子轰击型GaAs/GaAlAs激光器的器件参数,探讨了这些参数与半导体激光器可靠性的关系.     

高功率半导体激光器的电噪声

对高功率量子阱半导体激光器的爆破噪声和可能来自相 同缺陷源的产生复合噪声（g-r噪声）进行了研究. 实验结果表明, 如果老化电流远高于阈 值电流I_th, 爆破噪声和g-r噪声将会被引入, 甚至会出现多重g-r噪声. 通过 对比样品老化前后光电导数的特征参量发现, 老化后产生爆破噪声和g-r噪声的器件为失效 器件, 表明高功率量子阱半导体激光器在使用和老化过程中有时会伴有爆破噪声和g-r噪声 . 通过缺陷能级理论和p-n结势垒高度变化, 讨论了爆破噪声、 g-r噪声及多重g-r噪声 产生的原因.     

半导体高功率量子阱激光器退火后的电噪声

在环境温度和工作电流下, 对808 nm高功率量子阱激光器进行老化实验, 发现在老化过程中一些劣质器件电噪声谱密度呈下降趋势, 产生退火效应. 本文应用初始性缺陷（高温高能条件下所形成的缺陷）和非初始性缺陷理论, 探讨了器件发生退火及早期失效的原因.     

846 nm半导体激光器线宽压窄的研究

研制了用于倍频蓝光的单模、可调谐的窄线宽光栅外腔反馈半导体激光器,它是由激光器底座、激光管组件、准直透镜组件和光栅组成.经过精密控制电流和温度,利用光栅反馈可获得激光单纵模输出,外腔的结构还使输出光的谱线宽度得以压窄.对研制的半导体激光器的特性测试表明,其输出功率稳定,阈值变小,模式单一稳定,波长可调谐,谱线宽度小于1 MHz.     

双曲柱面-平面透镜准直的误差分析

根据光线传播基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过有偏心率误差的双曲柱面-平面透镜后的准直效果,为正确认识、纠正误差,尽可能发挥双曲柱面-平面透镜的准直作用,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据.     

GaN基激光器的研究进展

GaN材料作为第三代半导体材料具有十分独特的性能,其发光波段可以覆盖从红外到深紫外波段。GaN材料击穿电场强、发光效率高,使其在显示、照明、通信等领域具有非常广泛的应用。综述了GaN基激光器的发展历程及其失效和退化机制的研究进展。目前最新的蓝光GaN基激光器在3 A电流连续工作时的电压和输出功率为4.03 V和5.25 W;最新的绿光激光器波长为532 nm,在电流1.6 A时,输出功率为1.19 W。进一步阐述了GaN基激光器退化的主要表现,即随着工作时间的延长,激光器发光效率降低、光转化效率降低以及电压升高。总结了四种主要的退化模式,分别为封装退化、静电损伤、腔面退化和芯片失效。     

Si反射面组合式二维面发射激光二极管列阵

制备了一种组合式二维面发射激光二极管列阵。该列阵含6个发光区,脉冲输出功率可达220mW,且具有制作方便,兼备Si过渡热沉的优点,有利于器件可靠性的改善。并对影响发光效率的原因进行了分析。     

半导体激光（红光）相干性的研究

通过实验研究分析了一种波长为６７０ｎｍ的半导体激光的相干性，证明这种激光器也可以作为一种相干光源加以利用。