基于氮化物半导体的远红外量子级联激光器

给出基于GaN量子阱材料的远红外量子级联激光器,其优越性表现在AlGaN/GaN量子阱中,超快的纵向光学声子散射能够迅速的消除激光低能态的布居数,GaN的大纵向光学声子能量(～90 meV)能有效地减少高温下产生激光低能态的热布居.理论分析显示,用一个相对较低的阈值电流密度(832 A/cm2)就能在室温下产生50/cm的阈值光学增益.还发现这种结构的特征温度T0高于136 K.     

量子阱微腔激光器中TE和TM模自发发射的差异

利用金属镜面微腔激光器中真空场和量子阱中电子态函数,对比了ＴＥ模和ＴＭ模的自发发射谱,发现腔长为半个波长的微腔激光器可以增进ＴＥ模垂直方向的自发发射,同时ＴＭ模却得到很大抑制,并且它们总的自发发射也存在差异。     

微腔半导体激光器的多模行为

采用数值模似的方法讨论了微腔半导体激光器的多模行为。结果表明,通过调整微腔的结构,使激射模频率落在有源介质的增益谱峰处,并且使自发发射进入该模式的效率尽量大,可实现微腔半导体激光器的单模输出。     

激光器的新成员--量子点激光器

量子点异质结构是窄带隙材料以纳米尺度连贯插入单晶体点阵中．这些微小结构为改进异质结构激光器的基本原理以及拓宽它们的应用提供了独特的平台．与量子阱激光器相比，量子点激光器因具有delta样的电子态密度而具有优异的光激发特性．近年来半导体量子点激光器的进展已经达到了一个新的水平，在某些最重要的应用方面，量子点激光器已经超过了量子阱激光器的一些关键特性．     

太赫兹量子级联激光器制备及其成像应用

太赫兹辐射源是太赫兹频段应用的关键器件．全固态相干太赫兹量子级联激光器作为一种重要的太赫兹辐射源具有能量转换效率高、体积小、轻便和易集成等优点．介绍了太赫兹量子级联激光器在激射频率和最高工作温度方面的研究进展,重点讨论了太赫兹量子级联激光器的制作工艺和测试方法．最后简单概述了太赫兹量子级联激光器在成像领域的应用．     

微腔半导体激光器的抗噪声性能

针对被假定为白噪声的电流噪声,在大信噪比的前提下,计算了微腔半导体激光器在不同参数下的信噪比增益和输出信噪比, 为高质量的光输出、高抗噪声性能的微腔半导体激光器的设计提供了理论依据。     

在210K温度下CW运转5.2μm的量子级联激光器

在210K的温度下，5．2μm的量子级联激光器在CW运转下输出光功率高于5mW，利用温差电致冷器件即可达到此温度．将激光器放置于铜块上，在210K时，它的热阻抗约为10K／W．使用实验测量得到的T0=136K，J0=535A/cm2，Vop=8．1V和上述的热阻值，理论上可以达到激光运转的最高温度是212K，与实验结果相一致．通过热学模拟显示，由提高激光器的设计和散热，可使热阻抗降低到8．8K／W，从而使激光器运转温度提高到230K。     

微腔激光器及其列阵的发展

微腔激光器及其列阵的发展ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＭｉｃｒｏｃａｖｉｔｙＬａｓｅｒｓａｎｄＴｈｅｉｒＡｒｒａｙｓ￥／／于荣金（中国科学院长春物理研究所，研究员长春１３００２１）王玉堂（国家自然科学基金委员会，研究员北京１０００８３）当今世界，材料、能...     

半导体激光器的最新进展

自1960年T·Mainman发现第一个红宝石激光器以来,至今已有30多年的历史.在此期间,激光的理论和技术发展十分迅速,各类激光器应运而生,数量达上千种之多.然而在众多的激光器家族中,半导体二极管激光器则独占鳌头,在当今世界激光工业中占据着统治地位.半导体激光器自1962年问世以来,因其独特的优异性能而被广泛应用于各个领域,不仅成为办公室中常见的元件,而且还进入到寻常百姓家中.据美国Frost＆Sullivan公司调查,1985年半导体激光器的销量将达6千万只,到1999年,年销售量将上升到1亿只.至今,它在世界市场上的年增和率仍保持在10%以上.从数量上     

外耦合布拉格光栅5um量子级联激光器

窄带宽的AlGaAs/GaAs布拉格光栅耦合到InP的半导体量子级联激光器从而产生稳定的激光频谱,其激 光谱线宽度在1纳米左右。如果不加光栅，非稳定的自由激射的激光器的谱线宽度有30nm左右。隔离的分布式布 拉格光栅可以独立调谐几个纳米。     

外耦合布拉格光栅5μm量子级联激光器

窄带宽的AlGaAs/GaAs布拉格光栅耦合到InP的半导体量子级联激光器从而产生稳定的激光频谱,其激光谱线宽度在1纳米左右.如果不加光栅,非稳定的自由激射的激光器的谱线宽度有30 nm左右.隔离的分布式布拉格光栅可以独立调谐几个纳米.     

等离激元微腔中的量子阱太赫兹光吸收

利用Zubarev’s格林函数方法研究了强太赫兹电场作用下微腔中的双量子阱激子光吸收特性.将腔场和太赫兹场处理为光子,根据哈密顿量得到运动方程.研究考虑了失谐、太赫兹场耦合常数以及电子数的衰减率.研究发现,在强太赫兹场作用时,光谱呈现丰富的非线性效应,如出现复制峰和Autler-Townes分裂.该研究为微腔-量子阱系统量子光学响应提供了一个简单、方便的全量子理论处理方法.     

量子线路的级联运算

量子线路的级联运算是将量子线路分成逻辑单元并用矩阵相乘实现对输入态的一系列幺正变换的运算.通过研究量子线路的矩阵计算以及量子编码,利用矩阵的张量积形式,分析量子线路中量子门的矩阵表示及相关的逻辑运算规则,推导出量子线路的逻辑运算规则,并在此基础上,提出量子线路的级联运算规则,用实例验证了其规则的正确性,该理论对量子计算机的布尔逻辑运算具有重要的参考意义,可以实现任意量子线路的程序化逻辑运算.     

非辐射复合对微腔半导体激光器自发发射寿命调制特性的影响

考虑非辐射复合,采用小信号近似方法分析了微腔半导体激光器的自发发射寿命调制。数值模拟结果表明 ,非辐射复合对微腔半导体激光器自发发射寿命调制的调制带宽有一定影响,它可使特定注入电流下的共振峰消除,但由于耗散导致强度响应减弱     

脉冲型阵列量子级联激光器驱动电源

设计并研制了一种高精度的可调节阵列量子级联(QC: Quantum Cascale)激光器驱动电源, 以用于中红外多气体检测系统。该系统运用时分复用的思想, 利用并联加串联的方式, 同时驱动多个QC激光器。在硬件方面, 以DSP F28335为主处理器, 采用压控恒流源的原理, 通过大功率半导体器件, 实现脉冲频率(1~10 kHz, 步进0.5 kHz)、 占空比(0.5%~40%, 步进0.5%)、 电流幅值(0~4 A, 步进0.1 A)连续可调的脉冲恒流源。在控制方案上, 采用模拟PI(Proportion Integral)控制算法, 通过两级模拟PI环节的双重反馈方式, 提高了驱动电流的准确性和稳定性。同时, 该系统还设计了电源滤波慢启动电路、 过流保护电路、 过压保护电路、 静电防护电路等, 防止QC激光器被瞬间大电流损坏, 以确保激光器的正常工作。经实验测试, 当设定脉冲电流幅值为2.0 A, 脉冲频率为5 kHz, 脉冲宽度为2 μs时, 输出脉冲电流幅值稳定度优于1.7×10^-3 A, 脉冲宽度稳定度优于2.4×10^-2μs, 脉冲上升时间小于11.9 ns, 脉冲下降时间小于9.6 ns。在同时驱动多个QC激光器长时间测试过程中, 驱动电流稳定, QC激光器发光稳定, 测试指标达到要求。     

GaN基量子阱激光器交叉饱和特性的计算与分析

通过分析GaN能带结构和跃迁矩阵元,对GaN基量子阱激光器的交叉饱和特性作了理论上的计算与分析．并给出了TE和TM模自身交叉与相互交叉的交叉饱和系数的曲线,分析了能带结构和载流子面密度对交叉饱和特性的影响。发现相互作用的两光场频率相等时,两光场的交叉饱和系数出现峰值,两光场频率不等时相应的交叉饱和系数远小于峰值;同时发现在交叉饱和系数峰值处,不同载流子面密度将对交叉饱和系数产生不同的影响,因此,载流子面密度的改变可影响交叉饱和系数。     

激发相干态与级联三能级原子的量子信息保真度

讨论了激发相干态光场与级联三能级原子相互作用时原子、光场和整个系统的量子信息保真度的时间演化过程。研究了光场参数和失谐量对保真度的影响。结果表明,光场参数和失谐量对保真度的振荡频率和振荡周期有明显影响,而对保真度的平均值影响甚微。