半导体所制成高温连续激射2μm波段锑化物量子阱激光器

据www.cas.cn网站报道,近日,中国科学院半导体研究所纳米光电子实验室与超晶格国家重点实验室分子束外延(MBE)课题组合作,采用分子束外延技术生长制成InGaSb/AlGaAsSb应变量子阱激光器,实现了高工作温度(T=80℃)下连续激射(激射波长为2μm,出光功率为63.7 mW),达到了国内领先水平。中红外2～3.5μm波段激光器在气体检测、环境监测、激光制导、红外对抗和激光雷达等诸多领域有着十分广泛而又重要的应用。与其它中红外波段传统半导体材料体系相比,窄带隙InGaAsSb锑化物材料与衬底晶格匹配,其禁带宽度可以覆盖1.7～4.4μm波段。锑化物光电器件的独特优势日益受到广泛重视,已经成为目前的国际前沿和热点研     

利用高阶DBR实现简单的2.0μm GaSb激光器

利用高阶Bragg光栅成功制备出Ga Sb基DBR激光器, 避免了复杂的制备工艺.利用标准接触曝光制备出16阶和24阶Bragg光栅以及双沟脊条波导结构. 16阶Bragg光栅器件在室温下实现了SMSR高达17. 5 dB的单模激光输出. CW状态下室温最大单模输出功率超过10 mW.随着注入电流变化, 器件表现出出色的波长稳定性.在整个注入电流范围内, 器件都保持单横模工作状态. 24阶Bragg光栅器件室温SMSR为22. 5 dB.器件的激射波长都在2. 0μm左右.     

2.0μm中红外量子阱激光器研制及其性能测试与分析

利用固态源分子束外延技术在GaSb衬底上生长In GaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器结构,研制了激 射波长为2.0μm波段的GaSb基量子阱激光器。测量了激光器的阈值 电流密度随激光器腔长的变化规律, 得出无限腔长时器件的阈值电流密度为135A/cm²,在室温连续波 工作模式下,测得激光器的内量子效率 为61.1%,内部损耗为8.3cm－1,激光 输出功率斜效率为112mW/A,最高输出功率达到72mW,器件性 能优异。另外,还研究了改变激光器的腔长和改变注入电流的条件下器件激射波长的调谐特 性。器件激射 波长随注入电流的红移速度为0.475nm/mA。对于不同腔长的器件, 腔长越长,器件工作波长越长,工作波 长和腔长之间呈单调关系。上述波长变化规律是GaSb量子阱激光器的典型特征。     

2.0μm波段掺铥连续单频光纤激光器的研究进展

介绍了2.0μm波段掺铥连续单频光纤激光器的实验研究进展,以实现单频光纤激光器的关键技术为主线,总结了不同腔结构掺铥单频光纤激光振荡器的研究现状与发展方向。基于种子源主振荡功率放大(MOPA)结构进行了单频激光器功率放大,介绍了高功率掺铥单频光纤MOPA激光器的国内外研究进展。此外,介绍了本课题组在高掺杂铥锗酸盐玻璃光纤制作,2.0μm波段单频光纤激光振荡器构建,以及单频激光功率放大方面的部分研究工作。     

2.0μm石墨烯被动调Q掺铥全光纤激光器

石墨烯(Graphene)材料作为可饱和吸收体与半导体可饱和吸收镜(SESAM)相比具有制作简单、成本低廉、恢复时间快、可饱和吸收阈值低、并能覆盖从可见光到中红外(400~2000 nm)波段的超宽     

高功率被动锁模2.0μm掺铥飞秒脉冲光纤激光器

报道了高功率半导体可饱和吸收镜被动锁模的2.0μm掺铥飞秒脉冲光纤激光器的实验结果。该光纤激光器利用半导体可饱和吸收镜与宽带全反射镜来构成线型法布里-珀罗腔,自制的1550nm连续掺铒光纤激光器作为激光抽运源。当抽运功率为312mW时,开始得到稳定的重复频率为53MHz的锁模激光脉冲串。当抽运功率增加到472mW时,得到的最大平均输出功率为50mW,相应的最高单脉冲能量为0.94nJ;此时测得锁模激光脉冲的宽度为907fs,激光的中心波长为1939.5nm,3dB光谱带宽为4.6nm。     

1.3μm固体激光器研究进展

1.3μm波段固体激光器在多领域均有着重要作用,本文介绍了近20年来国内外不同晶体材料输出1.3μm波段激光的研究进展,包括几种常用的晶体如YAG、YVO₄、GdVO₄以及其他晶体。通过分析认为,对新材料、新机制的探索与应用是未来1.3μm波段激光器的主要发展方向。     

2.06μm脉冲激光器通过鉴定

华北光电所研制的2.06μm长脉冲和Q开关激光器已于年前通过所级鉴定。该激光器采用该所研制的αβ-YLF晶体。经检测,全面达到或超过原计划技术指标。其中长脉冲激光器每个脉冲输出的能量最高为2J,斜率效率为4％,面Q开关激光器每个脉冲输出     

1μm光纤激光器的研究进展

1μm光纤激光器主要以掺杂Yb3+的光纤为增益介质,在高功率泵浦源、激光雷达、医疗以及科学研究等领域有重要的应用前景.介绍了1 μm掺Yb3+光纤激光器的能级结构和产生原理,对其国内外的发展状况进行了综述,并深入分析各类型光纤激光器的关键技术和解决措施,并对1 μm光纤激光器的发展趋势进行了展望.     

2μm光纤激光器的研究进展

近年来,2μm波段的光纤激光器由于在测高、测距、大气遥感等方面具有重要的应用前景而引起了广泛关注.光纤激光器以其耦合效率高、散热好、转换效率高、阈值低、光束质量好和窄线宽等优点在激光领域中占据了重要的地位.介绍了实现2 μm激光输出的3个基本条件,并分别介绍了单掺Tm3+与Tm3+,Ho3+共掺2μm光纤态激光器的发展状况,指出掺Tm3+光纤激光器2 μm连续激光输出能量应该还有很大的提升空间,在脉冲输出方面,Tm3+、Ho3+共掺激光器是一个今后研究的热点.     

2μm全固态激光器的研究进展

近年来2μm波段的全固态激光器由于在测高、测距、大气遥感等方面具有重要的应用前景而引起了广泛关注。介绍了实现2μm激光输出的三个基本条件,综述了2μm全同态激光器的发展状况,对几种激光晶体进行了理论分析和实验对比,指出Tm,Ho：LuLF是今后2μm全固态激光器研究的一个发展方向。     

2μm光纤激光器的研究进展

近年来,2μm光纤激光器由于自身优点和重要应用价值受到人们的极大关注。综述了单掺Tm3 、单掺Ho3 和Tm3 :Ho3 共掺2μm光纤激光器的发展状况,分析提出1565nm抽运Tm3 :Ho3 共掺光纤激光器系统是产生2μm激光的较佳选择。     

9.0μm锥形量子级联激光器

本文报道了波长为9.0μm的锥形量子级联激光器。与普通的脊形量子级联激光器相比,锥形量子级联激光器的水平远场发散角更小。系统的研究了锥形角度对脊形区宽度约为11μm的锥形量子级联激光器器件性能的影响,结果表明3°的锥形角是一个优化的角度,锥形角为3°时量子级联激光器具有较高的功率和仅为7.1°的水平远场发散角。     

输出波长可控的共孔径0.532μm/1.064μm/3.9μm激光器研究

为了实现激光器同孔径下多种波长高功率高频率的可控输出,采用激光放大、高重频调Q、光参量振荡、倍频及扫描反射镜等方法,进行了理论分析和实验验证。取得了在电源电流为42A、调Q频率10kHz的共孔径下,选择性输出40W的0.532μm、100W的1.064μm和12.6W的3.9μm激光的实验数据。结果表明,该激光器实验装置可实现同孔径下多种波长高功率、高频率可控输出。     

1.06μm大功率连续半导体激光器

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术,生长了InGaAs/AlGaAs分别限制压应变双量子阱和单量子阱两种材料结构,通过对不同腔长单管激光器的LIV测试获得内部参数,对单、双阱两种材料结构器件参数进行对比分析,确定了单量子阱结构作为1.06μm大功率半导体激光器的材料结构。通过研究单管激光器的电光转换效率与腔长、注入电流的关系,获得了最高达到57.5%的电光转换效率。对1mm腔长单管激光器进行了大电流高温加速老化测试,结果显示研制出的单管激光器室温下在1.5A工作电流下寿命远大于104h。     

3～5μm固体激光器

概述了中红外激光器的应用背景,介绍了国外研究现状及发展趋势,提出了用固体办法实现中红外激光有效输出的技术途径和方案,对固体中红外激光输出所需要的2 μm激光泵浦源技术进行了探讨和方案比较,最终选用了OPO技术间接获得2μm激光的方案.以二极管泵浦1.06 μm激光为泵浦源,采用双谐振腔内KTP OPO的方式,进行了激光实验,实现了功率23.9 W的2 μm波长激光输出.在此2μm激光泵浦源基础上,提出了实现室温运转的中红外固体激光ZnGeP2 OPO的技术方案并进行了实验,最终成功实现中红外激光输出,在约5 kHz时,中红外激光输出功率4.09 W.     

0.75～2.94μm系列激光器

随着激光事业的发展,激光应用的范围日益扩大,新波段激光材料不断涌现。目前,我们研究新波段激光系列有;0.75,1.054,1.064,1.32,1.54和2.94μm激光器。 0.75μm紫翠宝石激光器特点是可见、连续可调谐,(我们已获得735.7～796.1nm连     

2.06μm脉冲激光器及其应用

本文报道国内首次研制成功的2.06μm脉冲激光器。此种激光器适合于测距、打孔、医疗,有很好的开发应用前景。