紧凑型光纤腔磁传感器研究与设计

利用光学精密检测手段,结合高灵敏紧凑型光纤腔磁敏感单元,从理论和实验两方面研究了微弱磁信号敏感的传感系统。开发了紧凑型光纤腔磁敏感单元的制备工艺,长度为3 m的单模光纤紧凑绕制在直径为3 cm的超磁致伸缩材料Terfenol-D (Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95)结构上。利用质量因子为1.9×10⁷提升检测灵敏度,多圈绕制有利于外部磁扰动导致的光纤腔形变放大,而外部磁扰动导致Terfenol-D径向方向的伸缩,进而引起光纤腔长和共振频率的改变。实验结果表明,在158 mT的静磁增强下,直流磁场传感灵敏度为6.9 MHz/mT,交流磁场传感灵敏度为27.74 kHz/μT,系统本征噪声为623.298 nT/Hz^1/2@100 kHz。所提出的磁传感方案,及制备的传感系统在微弱信号的测试领域具有广阔的应用前景。     

2µm波段低发散角瓦级GaSb基宽区量子阱激光器

通过在宽区GaSb基半导体激光器波导中引入鱼骨型微结构, 实现了瓦级激光输出并且改善了侧向发散角.本文通过分析微结构的刻蚀深度对激光功率和远场特性的影响, 研究并发现了微结构的引入可以明显的提高激光器输出功率, 同时深刻蚀的微结构对降低模式数和侧向发散角有着更明显的改善作用.相比于未引入微结构的激光器, 引入深刻蚀微结构的宽区激光器侧向95%功率定义的远场发散角降低了大约57%, 并且实现了超过1.1 W的最大连续输出功率.     

微腔效应对于1.3μm量子点光子晶体纳腔激光器调制响应的影响

微腔效应可以提高自发辐射速率,从而起到有效的改善响应调制速率的作用。然而,对于1.3 μm GaAs/InAs量子点光子晶体激光器而言,调制速率还会受到复杂的载流子动力学以及更近的空穴能级间隔的影响。因此本文中我们基于全路径载流子弛豫动力学方程,计算并讨论了腔品质因子（Q）对于阈值和响应调制特性的影响。计算结果表明,高的Q值能够明显改善量子点光子晶体激光器的阈值,但是同时快速增长的光子寿命会导致调制带宽的恶化。所以,存在一个优化的Q值（2500）可以获得超过100GHz的调制带宽,而当Q值为7000时,对应的能量传输损耗最低。因此,在量子点光子晶体纳腔激光器的设计中,更全面的考虑各方面的因素对器件的性能的影响,对于获得高速调制低功耗的量子点激光器器件是十分有意义的。