小功率半导体激光器泵浦Nd:YAG激光器的增益开关效应

采用标称功率仅5mW的半导体激光器,端面泵浦Nd:YAG激光器,利用增益开关效应,使固体激光输出功率提高数十倍。     

AlGaInP红光半导体激光器的增益光开关

通过计算机求解单模耦合速率方程,理论模拟了红光半导体激光器的增益开关特性,得出了光脉冲宽度随调制信号振幅、偏置电流以及调制频率的变化规律.在此基础上进行了实验验证,实验结果与理论符合得很好.     

AlGaInP红光半导体激光器的增益光开关

通过计算机求解单模耦合速率方程,理论模拟了红光半导体激光器的增益开关特性,得出了光脉冲宽度随调制信号振幅、偏置电流以及调制频率的变化规律.在此基础上进行了实验验证,实验结果与理论符合得很好.     

增益开关半导体激光器产生高重复率的ps光脉冲

本文报道用增益开关1.3μm InGaAsP半导体激光器产生 ps光脉冲,光脉冲宽度(FW·HM)随频率在 16—23 ps之间变化,重复频率在 1—5 GHz范围连续可调.     

增益开关半导体激光器超短光脉冲消啁啾研究

增益开关半导体激光器的输出光脉冲具有“红移”啁啾，本文对具有不同时域及频域特性的啁啾光脉冲采用F－P滤波和正常色散光纤补偿两种消啁啾的效果进行了理论研究．结果表明，这两种消啁啾方法在单独运用时，都只能在一定的超短光脉冲脉宽和诺宽特性条件下，获得近变换极限光脉冲，而两种消啁啾方法的结合则可以改善消啁啾效果．实验结果也证明了理论计算的结论．     

基于1.3μm增益开关DFB激光器的外电光采样系统

建立了基于１．３μｍ增益开关分布反馈式（ＤＦＢ）半导体激光器的外电光采样系统．通过微小的ＬｉＴａＯ３电光探头做为电场传感器，实现了对具有重复频率的快速电脉冲波形的光学采样测量．实验测量了光电器件的脉冲响应及微带传输线上的梳状波波形．系统的性能分析表明该系统具有１８ＧＨｚ的带宽．     

半导体光放大器中超快增益压缩效应与TOAD开关性能优化

在半导体光放大器中当光脉冲小于１０ｐｓ时除了考虑线性增益饱和效应,还必须考虑超快增益压缩效压。本文用数值方法分析了超快增益压缩效应对ＴＨｚ光非对称解复用器（ＴＯＡＤ）的开关特性。经过细致的参数优化,采用２．５ｐｓ控制光,可以克服开关窗的分裂效应,得到一个宽度为２．０ｐｓ,消光比为１３．７ｄＢ的开关窗。     

增益开关半导体激光器最佳工作状态研究

研究了不同调制速率下的增益开关半导体激光器的最佳工作状态。理论分析表明 ,在不同的调制速率下 ,激光器的最佳工作状态有较大的差异。在低速调制下 ,激光器应该工作在较小的直流偏置下 ,以避免输出脉冲拖尾的产生。在高速调制下 ,激光器应该工作在较高的直流偏置下 ,以提高输出脉冲的消光比。理论结果同实验结果相吻合。     

1.06μm注入锁定增益开关半导体激光器特性分析与功率放大研究

报道了1.06 m增益开关半导体激光器的详细特性分析和功率放大研究。用高频正弦信号调制中心波长1.06 m的F-P腔半导体激光器得到脉宽约为100 ps、平均功率约为20 mW,重频从500 MHz到2 GHz连续可调的稳定短脉冲激光输出。采用注入锁定改善增益开关半导体激光器的输出特性。研究和分析了调制信号的频率、功率和偏置电流的大小以及注入锁定的功率、温度对激光器输出特性的影响。将该激光器作为种子,用108 W的抽运光进行两级全光纤功率放大得到了82 W的高功率输出,光光转换效率达到76%。     

超短脉冲增益开关半导体激光系统研究进展

由增益开关半导体激光器和相应的注入锁定技术、脉冲压缩与整形技术、脉冲放大技术组成的激光系统可以产生高质量的皮秒级脉冲输出。近些年,相关技术领域新的研究进展使其产生的超短脉冲激光具有更高的输出功率、更窄的脉宽、更高的脉冲质量以及更灵活的可调谐性能,并因而得到更广泛的应用。对几方面技术最新的研究进展做了综述,总结了超短脉冲增益开关半导体激光系统的新应用,为其将来的研究提供参考。     

半导体激光泵浦固体激光器的调Q与增益开关双机制作用的研究

半导体激光泵浦固体激光器的调Ｑ与增益开关双机制作用的研究周复正张正泉顾绍庭马建伟薛强（中国科学院上海光学精密机械研究所，上海２０１８００）项目批准号：６９２８８００７在国际上首次提出用增益开关和调Ｑ双机制作用压缩脉冲宽度提高输出功率，实现Ｑｕａｓｉ－...     

基于正交光注入增益开关850nm-VCSEL获取双路宽带光学频率梳的方案

提出了基于正交光注入增益开关850 nm垂直腔面发射激光器（850 nm-VCSEL）获取梳距可调双路宽带光学频率梳（OFC）的方案,通过数值仿真研究了系统参量对OFC性能的影响。在该方案中,首先采用大信号电流调制850 nm-VCSEL使其呈增益开关状态,此时Y偏振分量激射并呈周期脉冲状态,而X偏振分量被抑制,可以获得一路偏振沿Y方向的OFC（Y-OFC）;进一步引入偏振方向沿X方向的注入光（即正交光注入）,在合适的注入参数条件下,增益开关850 nm-VCSEL中的X偏振分量被激射并呈周期脉冲动力学状态,且输出的X偏振分量具有与Y偏振分量强度相当的光谱分布,从而可以获得两路正交的OFC。数值仿真的结果表明:受到调制频率f_m=4.2 GHz、调制深度m=0.75的大信号电流调制的850 nm-VCSEL,在频率失谐Δv=10.0 GHz的正交光注入下,通过选取合适的注入光场振幅E_inj可使激光器输出带宽（功率变化在10 dB范围内）超过105.0 GHz的双路宽带OFC。借助于正交光注入下增益开关850 nm-VCSEL输出的X偏振分量和Y偏振分量的光谱分布,确定了获得双路OFC所需的E_inj和Δv的范围。最后,通过分析其他调制频率下所获取的OFC性能,论证了该方案产生双路宽带OFC梳距的可调谐性。     

半导体激光器在微场加热电子变温调制中的增益开关效应

本文从理论上得出半导体激光器中晶格和空穴温度保持室温不变，但电子因受微波场加热而变温时，光增益的变化，并与晶格、空穴和电子温度一起变化时的结果作比较，据化分析了电子温度单独变化对半导体激光器静态行为的影响，指出新提出的微波场加热电子变温调制过程的物理机制与通常电流调制过程的根本区别。     

半导体激光泵浦固体激光器的增益开关效应

用功率大于100mW的二极管激光器列阵泵浦Nd:YAG固体激光器,实现了DPL的增益开关作用。研究了增益开关的动态特性,得到峰值功率大于80mW的1.06μm激光输出,与计算结果一致。提出了三阶梯泵浦的高增益开关新方法,得到峰值功率大于150mW、脉冲宽度小于0.2μs的固体激光输出。     

SOA的增益响应特性及其对TOAD解复用器开关窗口的影响

通过数值求解半导体光放大器的增益动力主程,研究了ＳＯＡ的增益响应特性及ｚ光学非对称解复用器开关窗口的影响。     

可调谐双波长低抖动增益开关光脉冲的产生

提出了一种产生可调谐双波长低抖动超短光脉冲的新方法。采用外光注入法来降低增益开关F-P激光脉冲的时间抖动,实现了脉冲光谱的双波长可调谐输出。实验中利用两个多量子阱DFB激光器作为外部种子光源,通过温度控制和偏振态调节使外部种子光有效地耦合到增益开关F-P激光器中,输出的光脉冲时间抖动(均方根)从2.57ps降低至1.06ps,双波长的边模抑制比可达25dB。通过改变DFB激光器和F-P激光器的工作温度,可实现波长从1540nm到1560nm的可调谐输出。     

增益饱和对半导体激光器调制特性的影响

本文用小信号分析法建立了半导体激光器调制的数学模拟，用这个模型研究了增益饱和对半导体激光器的功率调制，波长调制和ＣＰＲ值的影响。     

掺钕磷酸盐玻璃的小信号增益性能

测试了应用于神光Ⅱ系列装置93片N31型钕玻璃的小信号增益系数。结果表明,Nd2O3质量分数为2.2%的钕玻璃平均小信号增益系数为0.0387 cm-1,Nd2O3质量分数为3.0%的钕玻璃平均小信号增益系数为0.0416 cm-1,两种浓度的钕玻璃不同样品间小信号增益系数的起伏范围分别为0.86%和0.76%。根据所测定的增益值,表明N31型钕玻璃的增益起伏符合神光Ⅱ系列装置要求,为实现该装置中每一路增益性能的平衡提供了有力保障,也为今后对更大尺寸钕玻璃增益性质的控制提供了经验。     

增益开关型固体可调谐激光器的时间特性──理论

本文从理论上分析研究了调Q激光器泵浦的固体可调谐激光器的时间特性,推导出了这种寿命为μS量级的固体可调谐激光器,当用10ns量级脉宽激光泵浦时的激光脉冲建立时间公式和输出脉宽公式。这种泵浦时间远小于激光脉冲建立时间的增益开关型激光器的理论分析表明,其输出激光的时间特性仅取决于泵浦能量(密度)的水平和腔长(以及腔损耗),而与泵浦脉冲宽度和波形无关。     

调谐光频梳干涉光谱技术的改进与标定研究

光频梳为高分辨分子光谱测量提供了理想光源。基于两台异步光梳的双光梳光谱技术能够在射频域解析光梳梳齿,具有光谱范围宽、分辨率高、精度高及测量时间短的优势。但是该技术存在系统复杂度高且对环境噪声敏感等问题,限制了其在工业领域的应用。探索并改进了基于单台光梳与连续激光器拍频的光梳干涉光谱技术(FCIS)。通过高频电子器件与高速数据采集系统,单次成谱范围拓展至66 GHz(0.5 nm),使其在10μs内实现对660个纵模频谱的一次性测量。试验对乙炔、氰化氢气体的近红外分子谱线进行了高分辨测量。谱分辨率达50 MHz(0.4 pm),谱线精度0.3 pm。试验结果与HITRAN标准数据一致,证明了系统能够用于快速、高精度的气体光谱测量与定量分析。研究为探索适用于工业气体监测的高分辨光梳光谱技术提供了参考。