外腔半导体激光器

本文利用传输线描述法,推导了复合外腔半导体激光器的振荡条件,详细分析了外腔半导体激光器的阈值特性、光谱特性、选模特性及线宽加强因子对光谱的影响,实验结果与理论分析一致。     

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。     

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。     

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。     

垂直腔表面发射半导体激光器的PSPICE模型

建立了一个垂直腔表面发射半导体激光器(VCSEL)的等效电路模型,该模型以半导体激光器的速率方程为基础,将速率方程表征为由线性电路元件组成的等效电路模型.并通过通用电路模型分析软件(如PSPICE)对与其相关的简单电子电路进行分析和计算,验证了该模型的适用性与准确性.     

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     

射线法研究光纤光栅外腔半导体激光器输出功率特性

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特性进行了研究．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,并在上升过程中出现的抖动越来越小;对于不同的外腔长度,在某些注入电流下,若相干条件能很好的满足,则可得到一个较大的输出,在P—I曲线上呈现出明显的抖动．     

模扩展结构半导体激光器的有限元分析

运用近似的标量有限元法对模式扩展的结构进行了分析，结合实际，精确划分了有限元网络，模拟出了模扩展的近场图形，并详细分析了结构内部的能量转换效率及其与单模光纤的耦合效率，找到了一种能够指导半导体激光器、放大器设计的有效工具，结果表明，分析结果与已有的实验结论基本符合，波导区折射率大大不能对模场进行有效限制，太小则使模场转换发生困难。     

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。     

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.     

外腔半导体激光器调谐输出双稳环跳变幅度的变化

研究了强反馈条件下光栅调谐外腔半导体激光器 (ECLD)的双稳特性 .利用求得的载流子—频率 (N -ν)曲线上的双稳环跳变点处的载流子密度的解析表达式 ,分析了ECLD几个关键参量对载流子密度跳变幅度的影响 .     

半导体激光器端面泵浦高功率高效Nd:YVO4/KTP腔内倍频连续绿光激光器研究

报道一种由三镜折叠腔构成、半导体激光器端面泵浦低阈值高功率高效Nd∶YVO4/KTP腔内倍频连续绿光激光器 .在泵浦功率为 1 9W时 ,TEM0 0 模绿光输出功率为 5 85W ,相应的光 -光转换效率为 3 0 8% .实验结果证实了Nd∶YVO4晶体的温度对于KTP晶体的容许温度范围有很大影响 .     

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.     

具有氧化孔径层的方柱形微腔半导体激光器理论模型

对于具有大折射率衬比的氧化孔径层的方柱形垂直腔面发射微腔半导体激光器,基于Maxwell方程组的矢量解,推导了用于计算激光器阈值增益的理论模型,为数值模拟和微腔半导体激光器的最佳设计提供了理论依据.     

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。     

半导体激光器端面泵浦高功率高效Nd：YVO4／KTP腔内倍 …

报道一种由三镜折叠腔构成、半导体激光器端面泵浦低阈值高功率高效Ｎｄ：ＹＶＯ４／ＫＴＰ腔内倍频连续绿光激光器。在泵浦功率为１９Ｗ时,ＴＥＭ００模绿光输出功率为５．８５Ｗ,相应的光－光转换效率为３０．８％,实验结果证实了Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体的温度对于ＫＴＰ晶体的容许温度范围有很大影响。     

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．