光通信用垂直腔面发射激光器的进展

垂直腔面发射激光器(VCSEL)以其优异的性能有望成为信息时代的新光源.文章介绍了用于光通信的VCSEL的开发现状.     

蓝绿光激光器

结合最近几年国际上研制蓝绿光激光器的一些主要进展,介绍了实现蓝绿色激光输出的几个途径,即用非线性光学晶体倍频方法以及研制宽带隙材料激光器。     

外部光反馈对980nm垂直腔面发射激光器振荡特性的影响

研究了外部光反馈对980nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)振荡特性的影响.计算了垂直腔面发射激光器及边发射半导体激光器的光反馈灵敏因子.基于复合腔理论,分析了外部光反馈对垂直腔面发射激光器的阈值电流及微分量子效率等振荡特性参数的影响.实验结果表明,当反馈率为10%时,垂直腔面发射激光器的阈值电流由0.63A下降至0.59A,同时斜率效率和输出功率也有所下降.实验结果和理论分析符合得较好.     

锑化镓基半导体激光器高效率光束整形

锑化镓基半导体激光器发光波长为1.8～4微米,因为具有体积小、重量轻和电流驱动等优势,应用范围很广。但是单管激光器并不能提供满足实际应用的激光功率,因此需要将已经成功应用于近红外半导体激光器的光束合成方法移植到中红外波段。在各种光束合成方法中,高效率的光束整形都是重要基础。展示了一种采用多只单管半导体器件的高效率光束整形方法,并在实验中实现了1.94微米波长1.93瓦连续光功率输出,整形效率高于90%。这个光束整形方法可以用于构建更复杂的光谱或相干光束合成。     

长波长GaInNAs垂直腔面发射激光器

新出现的直接跃迁GaInNAs与具有高反射率的AlAs／GaAs分布布拉格反射镜相结合构成了GaAs基长波长(1．3—1．6μm)垂直腔面发射激光器(VCSEL)，将成为光纤通信、光互联和光信息处理等的关键元件。本文从材料的选取、外延技术和GaInNAs VCSEL国外和国内的发展状况等方面对长波长GaInNAs VCSEL进行了综合阐述。     

基于AlAs氧化法研制的垂直腔面发射激光器

结合垂直腔面发射激光器的制备,研究了AlAs选择性氧化工艺中氧化炉温、氮气流量、水温等条件和AlAs层的横向氧化速率之间的关系,并得到了可精确控制氧化过程的工艺条件,在优化的工艺条件下运用湿氮氧化制备出InGaAs/GaAs垂直腔面发射激光器,实现了器件的室温脉冲激射.     

Characterization of GaSb Films by Metalorganic Chemical Vapour Deposition

ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＧａＳｂＦｉｌｍｓｂｙＭｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＬｉＳｈｕｗｅｉ，ＺｈａｎｇＢａｏｌｉｎ，ＪｉｎＹｉｘｉｎ，ＺｈｏｕＴｉａｎｍｉｎｇ，（李树玮）（张宝林）（金亿鑫）（周...     

氢液化、储存、加注安全风险评估与预防关键技术

氢能无次生污染、零碳且无污染,是当前世界范围公认的清洁能源之一,也是21世纪最具发展前景的二次能源之一。随着我国“碳达峰”、“碳中和”工作的不断推进,对于氢能领域的发展研究已经成为我国能源研究邻域的重要课题,氢能领域的发展研究对我国未来的能源体系布局具有重要战略意义。本文通过对氢的液化、储存、加注安全风险评估与预防关键技术进行讨论和研究,为我国未来能源体系发展提供有效建议。     

微型铷原子钟专用795nm垂直腔表面发射激光器

针对铷(87 Rb)原子钟激励光源微型化和高温工作的特殊需求,设计并制备了对应铷原子能级跃迁的795nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)。首先,根据k·p理论计算了InAlGaAs/AlGaAs量子阱的价带能级和材料增益,得到最优的量子阱组分和厚度;然后,采用一维传输矩阵方法设计了795nm波段的布拉格反射器(DBR),根据完整结构VCSEL器件的驻波场分布设计了掺杂分布;最后,采用金属有机气相外延(MOVPE)技术生长了优化的795nm VCSEL外延结构,并制备了氧化限制型非闭合台面结构的795nm顶发射器件。实验显示:封装后的75μm口径器件可在室温至85℃范围内连续工作,最高功率为17mW,激光光束呈圆形,发散角为15°,激射波长的温漂系数为0.064nm/℃;在温度为52℃、注入电流为100mA时,激射波长位于794.7nm(对应铷原子钟需要的波长),基本满足铷原子钟激励光源对波长稳定和高温工作的要求。     

外部光反馈作用下垂直腔面发射激光器的电光特性

研究了外部光反馈对垂直腔面发射激光器（VCSELs）电光特性的影响。通过计算光反馈参数对比了VCSELs与边发射激光器（EELs）的光反馈灵敏性。基于复合腔理论计算了存在外部光反馈时垂直腔面发射激光器的阈值电流及斜率效率等电光特性参数。实验结果表明,分布布拉格反射镜（DBR）反射率不同的VCSEL,在反馈率为10%的外部光反馈作用下,其阈值电流及斜率效率发生了不同程度的变化。实验结果有效验证了理论计算的结论。