基于重构-等效啁啾技术的三相移和双周期调制的分布反馈半导体激光器的数值研究

提出基于重构-等效啁啾(REC)技术设计的等效三相移分布反馈(DFB)半导体激光器,并进行了数值分析. 同时将多相移和周期调制(CPM)结构相结合, 提出一种新型的具有复杂光栅结构的分布反馈半导体激光器, 即双周期调制结构. 与双相移的分布反馈激光器相比较, 这种结构沿激光器腔有更加平坦的光场分布, 但是它们的功率-电流(P-I)曲线几乎相同. 同时基于等效-重构啁啾技术, 设计和分析了等效双周期调制半导体激光器. 数值分析结果表明, 类似于相移、甚至是任意的光栅周期变化结构, 都可以利用改变取样结构的方法去等效地实现. 但是, 他们的内部和外部的光学特征几乎和实际的相移, 以及任意变化光栅周期的分布反馈激光器的光学特性几乎相同. 等效-重构啁啾技术的一个突出优点是, 仅仅改变的是取样结构, 而种子光栅(取样结构中的实际的光栅)的周期是均匀的, 所以低成本的标准的全息曝光技术就可以实现它的制造. 因此, 相信这种方法可以实现各种高性能的结构复杂的分布反馈半导体激光器的低成本规模化生产.     

超高频38.5GHz半导体碰撞锁模皮秒光脉冲的产生

半导体超短光脉冲在长波长时分复用光纤通讯,超快数据处理,电光采样系统具有广泛应.常用的半导体短光脉冲产生方式有:增益开关技术、Q开关技术、锁模技术等.无论从理论上还是实践上,重复频率最高,宽度最窄的脉冲都是由锁模技术得到的.通过使用集成技术可以克服扩展腔结构中常见的机械稳定性不好,光路不易调整.而且存在复腔效应等缺点.在碰撞锁模激光器中,由于碰撞锁模效应和可饱和吸收体的吸收作用,脉冲前沿被吸收,后沿被光腔中的瞬间光栅散射,脉冲宽度得到大幅度削减.我们利用集成技术制备了1.5μm波长InGaAsP 碰撞脉冲锁模量子阱(CPM-QW)激光器(LD),测量得到脉宽5.1ps.     

基于长周期波导光栅的宽范围电光调谐滤波器

设计了一种基于长周期波导光栅的电光调谐滤波器, 它具有偏振无关性. 理论分析表明, 调谐电压在?84 ~ 84 V之间, 波长调谐范围从1530 ~ 1565 nm, 覆盖了整个C波段; 在整个调谐范围内, 准TE模的耦合效率都在97%以上, 3 dB带宽小于0.8 nm, 波长对电压敏感性为0.208 nm/V. 此滤波器在WDM动态光网络有潜在的应用, 可以用作快速波长扫描/选择, 信道重构以及光学开关等用途.     

掺Nd3+双包层光纤的泵浦波长及其光谱特性的研究

掺Nd~(3 )双包层光纤是近年来研制出的一种新型光纤,跟单包层光纤相比,它具有数值孔径大、接收面积大等优点,能直接用大功率半导体阵列激光器泵浦,而且机械调整方便。掺Nd~(3 )双包层光纤可以用来做大功率光纤激光器、高增益的光纤放大器和高功率的放大自发辐射源,在光纤通信、传感、医疗等领域具重要的应用前景。国外一些掺Nd~(3 )双包层光纤的研究工作,并未对半导体阵列激光泵浦波长进行仔细分析,大多采用808nm左右半导体阵列激光器泵浦。不同的光纤器件为了获得最佳的泵浦效率,要选择不同的泵浦波长。本文利用钛宝石激光器波长的宽调谐特性,对国产掺Nd~(3 )双包层光纤的泵浦波长和光谱特性进行了研究,发现907和1080nm光发射的最佳泵浦波长分别为833和835nm。若用808nm波长的激光泵浦,会产生很强的激发态吸收,因此在红外波段的光发射的效率较低,但这对上转换的光发射却很有利。同时,还发现用532 nm波长激光泵浦时,由于光纤外包层的光化学反应,580nm处的荧光峰强度随时间衰减。研究掺Nd~(3 )双包层光纤的泵浦波长及其光谱特性,对双包层光纤及其器件的设计和研制有重要的实际意义。     

光纤喇曼激光器

最近贝尔实验室用它们研制的高度透明的玻璃光纤制成了新的可调谐光源,称为光纤喇曼激光器。这种新的光纤激光器在光纤的最透明的波长处工作,因而它可以做得     

蓝色光半导体激光器

IBM公司的研究人员研制出了创以10％效率记录的一台发蓝色光的半导体激光器。普通的蓝色光气体激光器一般只能把低于0.1％的电输入功率转变成蓝光。目前应用中的半导体激光器体积小、效率高,其输出直接随输入电流变化,因此便于控制。这些优点使它们在激光打印机上和光导纤维通迅方面得到应用。 IBM公司采用了一种新方法,把红外光通入一种称为铌酸钾的特殊晶体,通过铌酸钾的光其频率得到加倍,结果缩短了普通半导体激光器的波长。这个过程称之谓“谐波振荡”。用这种方法,波长为856毫微     

激光诱发荧光技术及其应用

自从1960年第一台激光器问世以来,激光技术发展十分迅速,其中之一就是随着可调谐染料激光器的出现而发展起来的激光诱发荧光(laser inducedfluorescence,以下简称LIF)技术. 所谓LIF方法,就是用波长和我们所要探测的样品(分子或原子)的吸收线相匹配的激光,去辐照样品,使样品共振吸收激光光子而处于激发态,并发出荧光辐射,如图1所示.然后用滤波器或单色仪加上     

微结构金属光栅在LED光提取中的应用

微结构金属光栅可用于增强LED的发光效率,应用不同的金属材料则表现出不同的光谱辐射特性,使得不同金属材料的微结构光栅对同一波长的光提取效率不同.基于时域有限差分(FDTD)法,计算了在LED芯片内应用不同金属材料的微结构光栅时,LED的光提取增强特性.通过分析金属材料的介电特性和产生表面等离子(SPs)效应的品质因子,发现带内跃迁等离子频率越高的金属材料,由于其自由电子数多,越接近于完全导体,因此越适合于相对波长较短的光子提取.同时发现由散射原因引起的光提取效率增强,对于不同金属材料,其增强因子随波长的变化而变化,并且变化趋势是一致的.而对于由SPs效应引起的增强因子变化,无论是峰值的位置还是大小,都随着材料的不同而发生显著变化.     

直波导耦合输出AlGaInAs多量子阱环形激光器研究

采用InP基InAlGaAs多量子阱激光器外延材料结构, 利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术和聚酰亚胺介质平坦化工艺, 研制了多量子阱半导体环形激光器样品. 该器件通过加正偏压的环形结构谐振腔实现光激射, 然后借助紧邻的直线波导耦合将光信号输出. 环形谐振腔直径为700 μm, 波导宽度为3 μm. 用光纤对准直线波导端口耦合测试了环形激光器的光功率-电流特性曲线和激射光谱, 其阈值电流为120 mA, 在注入电流160 mA时从直波导耦合输出得到激射光谱的中心波长为1602 nm, 并结合光功率-电流特性曲线对环形激光器中的工作模式进行了初步分析.     

反常的钡钛硅石结构化合物Ba_2NaClP_2O_7:从结构无序到相位匹配

正随着社会文明和科学技术的发展,高精度测试、激光医疗、激光显示和微加工等领域对激光光源的功率和波长可调谐范围提出了更高的要求,例如半导体光刻技术需要10mW量级的193nm全固态相干光源,激光光谱仪则需要毫瓦量级的170～200nm连续可调的深紫外相干光源[1].然而除电子同步辐射光源外,目前只有两种技术能产生波长小于200nm的深紫外激光的有效功率输出:一种是准分子激光器,另一种就是使用深紫外非线性光学材料,通过高次谐波的方法产生深紫外相干光;前者输出功率一般为10W量级,具有输出功率大的优点,却难以避免线宽大、     

掺Yb3+大模场光子晶体光纤激光器获210 W输出

利用掺Yb³⁺双包层大模场光子晶体光纤(LMA PCF)构建激光器, 实现了中心波长为1.05 μm的210 W高功率连续激光输出. 使用光纤的长度为2 m, 其每米产生的激光高达105 W. PCF由中心波长为976 nm的半导体激光器双端抽运. 该光纤激光器的斜率效率为76%, 光束质量平方因子M²在x和y轴上分别测得为1.06和1.08. 在高功率激光输出情况下无任何热光损伤发生.     

“LiF:F_2~-色心激光材料”通过成果鉴定

研究色心激光材料是光学晶体材料研究中的一项重要课题,鉴于色心材料制成的激光器具有在0.8～3.3μm波长的红外波谱段连续可调谐、线宽度窄、分辨率高等优点,比其他激光器更适用于时间可辨的高分辨原子和分子红外光谱学及多光子激发等许多方面,从而十分引人注目。     

LiNbO3光参量放大器产生宽范围可调谐的中红外飞秒激光脉冲的研究

采用共线相位匹配和小角度非共线相位匹配相结合的联合调谐方式, 设计并实验构建了具有宽调谐范围的中红外飞秒光参量放大器. 采用两级LiNbO₃飞秒OPA, 可输出2.0~4.7 μm波长范围可调谐的中红外飞秒激光, 调谐范围大幅超过了目前文献报道的数据, 获得的中红外飞秒激光脉冲能量超过30 μJ.     

北京自由电子激光光束质量的诊断

自由电子激光器具有波长可大范围调谐、光束质量好和超短脉冲结构等优点,在生物科学、医学、材料科学和非线性光学等领域有广阔的应用前景.由于北京自由电子激光器的成功运转,使我国成为继美国、荷兰、法国之后,又一个利用射频直线加速器获得红外自由电子激光的国家.1994年初北京自由电子激光器实现了饱和振荡,输出激光束的质量达到了衍射极限,在这目前世界上已建造的十多台同种类型装置中处于领先水平.     

新型红外非线性光学晶体探索取得新进展

<正>波长范围在2～20μm之间的中远红外激光在军事和民用方面有着极其重要的应用价值(红外对抗、激光制导、激光手术、大气监测等).产生中远红外激光的方法包括化学激光器、气体激光器、自由电子激光器、量子级联激光器和全固态激光器等方法;其中全固态激光器具有技术成熟、调谐范围宽、光束质量好等优点,是目前产生中远红外激光的主流方法.该方法需要用到非线性变频技术对成     

喇曼自由电子激光器强脉冲电流测量方法

一、引言 自由电子激光器(Free electron laser,简称FEL),由于其光学介质具有极理想的性质,即处于真空中没有束缚能级的自由电子,对于可调谐、超高功率的应用领域,它已展示出其优越的发展前景。当FEL的物理机理得到证实之后,研究热点自然地从理论转到实验;从验证机理转到如何完善现有的激光装置,提高其电子效率方面上来了。此时在喇曼自由电子激光器总体实验当中,如何同步准确地测量通过相互作用区电子束流,显然就成了一个十分重要     

高功率、高光束质量半导体激光器研究进展

半导体激光器拥有效率高、体积小、重量轻、寿命长、波长丰富和可直接电驱动等诸多优点,同时由于受到光束质量限制,难以直接进行应用.如何提升高功率半导体激光器的光束质量一直以来都是国内外研究热点.本文主要面向工业加工及国防等领域对高功率、高光束质量半导体激光器的应用需求,从半导体激光单元技术和合束技术两方面的研究进展进行了论述.首先分析了激光单元结构与激光侧向、横向和纵向模式的关系,总结了国际上控制模式特性的一些典型结构;然后介绍了当前国际上高功率、高光束质量半导体激光合束技术及光源发展现状,并分析讨论了各种激光合束技术特点及发展趋势;最后展望了高功率、高光束质量半导体激光器的发展前景.     

光纤环形外腔延时光反馈自相位调制提高半导体激光器混沌载波发射机带宽方法研究

提出光纤环形外腔延时光反馈半导体激光器混沌自相位调制(SPM)提高混沌载波发射机带宽方法, 建立了有光纤环形腔传输的SPM光反馈控制下的激光动力学物理模型. 理论导出SPM作用下激光双反馈频率失谐公式, 指出SPM产生的非线性相移影响了激光器增益和线宽增强因子, 其光纤二阶非线性效应使激光振幅和相位变化更加丰富, 其产生的非线性相移进一步增加了新的频率分量并使频谱展宽. 数值结果表明, SPM确能让激光器混沌带宽增加到4倍以上, 能使激光混沌张弛振荡频率增加到2.56倍, 激光混沌带宽随光纤长度、光纤耦合比例系数、反馈系数、光纤二阶非线性系数等增加而增宽.     

一种新型的微型可编程闪耀光栅及其多光谱成像应用

采用两层多晶硅表面微加工工艺, 研制开发了一种新型的微型可编程闪耀光栅. 该光栅具有结构简单、工作谱段宽、光谱连续可调等特点. 为了实现可工作闪耀角的最大化, 有效利用Dimple结构作为栅条的核心功能组件, 其高度接近空气间隙. 由实验测得, 研制的微型可编程闪耀光栅在驱动电压112 V作用下能达到的最大可工作闪耀角约5.19°, 对应的最大闪耀波长达到中红外4.88 μm. 在此基础上, 以该微型可编程闪耀光栅为核心的分光元件, 研究了其在多光谱成像领域应用的可行性, 并搭建了多光谱成像系统的原型样机, 得到了较好的实验结果. 最后, 讨论了该成像系统的优点, 并提出了进一步研究的建议.     

红外激光光化学

多种多样激光器在市场上的问世,刺激了光化学工作的迅速发展。现代科技水平激光器的时间特性、波长的可调谐性、高功率以及可达到的光谱范围使人们能进行从前不可能做的光化学研究。此外,由于激光技术的进步,光化学研究的一些新领域已得到发展。红外激光光化学就是这样一个领域。近几年来,红外激光辐照多种分子已被用来分离同位素、增快化学反应的速率、实现激光引发的均相光解以