窄线宽半导体激光器

<正> 日立制作所中央研究所开发了下一代相干光通信用窄谱宽半导体激光器。谱线宽为3.6kHz,采用这种半导体激光器可实现具有最高接收灵敏度的相位调制、零差检波方式。器件的结构是内部有衍射栅的分布反馈型,为了实现窄谱线,采用了周期调制型衍射栅和应变多量子阱有源层。     

高稳频窄线宽半导体激光器

在相干光通信和空间光通信领域,激光器的线宽和频率稳定性对于保证通信质量起到至关重要的影响,因此需要采取相应的措施来压窄线宽并保证频率稳定。从芯片工艺入手,介绍了当前几种典型芯片的结构、性能特点以及其所能达到的线宽和稳频水平。针对高稳频窄线宽的要求,从主动稳频和被动稳频两种途径介绍稳频技术。为进一步提高稳频效果,介绍了当前较流行的激光器驱动电路的组成,以及温控电路的结构和相应的算法处理。     

双波长高阶光栅分布布拉格反射半导体激光器的研究

为了获得适用于非线性差频法产生太赫兹波的双波长半导体激光器,设计并利用普通光刻技术制备了一种双波长高阶光栅分布布拉格反射(DBR)激光器。这种DBR激光器是在条宽为100μm的光波导上,制备了一组周期为9.5μm,沟槽宽度为1.36μm,光栅长度为100μm的高阶光栅结构,实现高功率连续双波长激射,短波长光模式的边模抑制比大于35 d B,长波长光模式的边模抑制比为39 d B,光谱半峰全宽均为0.04 nm,双波长间隔大于0.58nm,适用于光混频产生太赫兹波。注入电流1.2 A时,实现了单边88 m W的高功率激射。提出了一种可实现高功率双波长激光输出的高阶光栅DBR激光器结构,为双波长半导体激光器的大规模生产提供了一种新方法。     

窄线宽蓝光半导体激光器研究

由于有色金属对蓝光激光光源具有良好的吸收效率,因此蓝光半导体激光器逐步成为研究热点。针对激光加工纯铜、纯金、高强铝等高反射金属材料的市场需求,采用体布拉格光栅作为外腔反馈元件,压窄激光线宽,稳定激光波长,并基于空间合束技术将6片单管蓝光激光芯片聚焦耦合进芯径为105μm、数值孔径为0.22的光纤中,研制出窄线宽蓝光半导体激光光纤耦合模块。当工作电流为3 A时,该激光模块的输出功率为26.32 W,稳定输出波长为444.29 nm,光谱线宽被压至0.18 nm。     

窄线宽外腔半导体激光器

采用紧凑的新外腔结构,成功地把半导体激光器的线宽压窄到50kHz以下。     

1550 nm高效窄线宽光纤激光器

研制了一种采用双光纤光栅法布里-珀罗(FBG F-P)腔选模的线形腔结构窄线宽光纤激光器.激光器以高掺杂Er3 光纤为增益介质,结合非相干技术,利用全光纤型法拉第旋转器(FR)抑制空间烧孔效应,通过2个短FBG F-P腔选模,产生了稳定的1 550 nm单频激光输出.采用两端976 nm LD抽运方式,阈值抽运光功率为11 mW,在抽运光功率为145 mW时输出信号光功率为73 mW.光-光转换效率为50%,斜率效率达55%.采用延迟自外差方法精确测量光纤激光器线宽,实验中使用了10 km单模光纤延迟线,由于测量精度的限制,得到线宽小于10 kHz.研究表明,这种光纤激光器具有输出功率高、线宽窄和信噪比高的特点,可用于高精度的光纤传感器系统.     

MOPA结构1064nm单模半导体激光器

1 064 nm单模半导体激光器在测试、通信、光纤激光器种子源等多种领域有着广泛的应用。设计并制作了一种MOPA结构1 064 nm单模半导体激光器。做为对比,同时制作了相同外延材料和腔长的脊波导单模半导体激光器。测试结果表明,该MOPA结构管芯发生灾变性光学损伤(COD)时的注入电流约740 mA,最高功率达到375 mW,无扭折最大输出功率为300 mW,此时注入电流约为610 mA,水平发散角为9.8°(FWHM),均优于作为对比的脊波导结构激光器。     

高速窄线宽外腔半导体激光器

研制了以反射率约为50％的光纤光栅为外反馈的高速窄线宽半导体激光器。所得器件光谱半宽小于0.1nm,波长1053±4nm,出纤功率高于0.5 mW,调制带宽达3GHz。     

405nm波段光栅外腔窄线宽蓝紫光半导体激光器

自由运行的半导体激光器由于谱线较宽而无法满足如拉曼散射等对线宽有要求的应用需求,因此获得线宽较窄、波长稳定的半导体激光器十分必要。采用反射式全息光栅作为谱线窄化元件,研究了在Littrow布局下的405 nm外腔半导体激光器。反射式全息光栅的加入,使得光栅面和半导体激光器的输出面组成耦合外腔,这在很大程度上改善了405 nm半导体激光器的线宽性能。实验结果表明,通过加入2400 line/mm的反射式全息光栅形成外腔反馈,半导体激光器的阈值电流由31 m A下降到22 m A,谱线宽度从自由运行时的1 nm减小到0.03 nm以下,实现了窄线宽输出,并且在工作电流为100 m A时,得到窄线宽半导体激光器的输出功率为28 m W,为自由运行半导体激光器输出功率的31.7%。此外,通过调节反馈光栅的角度,实现了较大电流范围的激光波长的连续调谐,最大调谐范围达3.5 nm。     

窄线宽的外腔半导体激光器

介绍了使用闪耀光栅作为光反馈元件,与原始线宽大于1200GHz的半导体激光器构成的Littrow型外腔半导体激光器,极大地改善了激光器的性能。实验得到了功率恒定、模式单一稳定、线宽优于1.2MHz的激光输出,压窄线宽比为106,并针对Littrow型外腔结构提出了简洁、紧凑的复合型外腔方式。     

1120nm窄线宽掺镱光纤激光器

为了获得窄线宽、高功率、长波长(相对于1030nm~1080nm)的1120nm光纤激光器,采用普通单模掺镱光纤和一对光纤布喇格光栅构建了该光纤激光器的谐振腔,为保证抽运光的完全吸收和避免非线性效应,对有源光纤的最佳长度进行了理论分析和实验验证。结果表明,激光器的阈值抽运功率为40mW、注入抽运功率为265mW时,激光器输出信号光功率35mW,光光转换效率为13.2%,激光器中心波长为1120.9nm,输出激光的谱线宽度为0.03nm。这种激光器的获得是因为采用了高反射率耦合输出光纤布喇格光栅、短谐振腔结构和低功率运转状态。该激光器可作为种子光注入光纤放大器。     

BIG结构的可调谐分布布拉格反射激光器

提出并制作出一种可调谐 BIG- RW结构的激光器 ,该激光器包括两个不同耦合系数的 Bragg光栅 .激光器的阈值电流为 38m A,输出功率大于 8m W,可调谐范围是 3.2 nm ,边模抑制比 (SMSR)大于 30 d B,在整个调谐范围内 ,功率变化小于 0 .3d B.     

BIG结构的可调谐分布布拉格反射激光器

提出并制作出一种可调谐BIG-RW结构的激光器,该激光器包括两个不同耦合系数的Bragg光栅.激光器的阈值电流为38mA,输出功率大于8mW,可调谐范围是3.2nm,边模抑制比(SMSR)大于30dB,在整个调谐范围内,功率变化小于0.3dB.     

窄线宽激光器线宽测量方法

回顾了窄线宽激光器线宽测量的各种方法和发展过程,介绍了利用光外差法测量窄线宽激光器线宽的基本原理,描述了双光束外差法和延时自外差法的不同测试机理。针对延时零拍自外差法容易引起的系统误差,说明了光源调制和光路调制移频非零拍自外差法不同改进方案的优缺点。综述了窄线宽激光器测量线宽的新方法。对窄线宽激光器线宽测量方法进行了较全面的梳理,从发展过程看双光束外差法和延时自外差法有着各自的测量优势。     

RIO公司发布低成本窄线宽半导体激光器

近日．RIO公司发布最新一款低成本窄线宽半导体激光器模块（Orion）。该款激光器模块较之于此前的产品．功率和调谐速度得到了很大的提高,单个激光器输出功率可达20—30mW。加上特殊设计的放大模块后,功率可达5W甚至更高;另外,快速波长调谐速度可达100KHz,这对于传感应用是至关重要的。     

千赫兹量级窄线宽半导体激光器研究进展

窄线宽半导体激光器由于其高单色性、低频率噪声、高可调谐性等优点,广泛应用于高速相干光通信、分布式传感、激光雷达等领域.随着高品质因子(Q)光学谐振腔、硅光异构集成芯片等技术的发展,窄线宽半导体激光器近十年经历了革命式发展,线宽压缩至千赫兹(kHz)量级,甚至到亚千赫兹量级.文章阐述了千赫兹量级窄线宽半导体激光器的最新进展,针对不同压缩线宽机制的窄线宽激光器进行了分类介绍,深入讨论了优化耦合系数、减少外腔损耗等对窄线宽激光器性能的影响,并针对未来应用需求展望了千赫兹量级窄线宽激光器在进一步压缩线宽、提升输出光功率方面的发展方向.     

窄线宽GaAs激光器

林肯实验室的研究人员在外腔结构中使 用衍射光栅和透镜制成高功率窄线宽室温运转的GaAs二极管激光器。用在这些实验中的二极管由市场上可以得到的材料制成,它发射3瓦的894毫微米的激光,线宽0.04毫微米。只需旋转衍射光栅就可以在10毫微米的范围内调节输出波长,而输出功率并无明显下降。     

基于半导体激光器窄线宽光子微波信号获取

为了研究光注入半导体激光器(SL)产生的光子微波信号的性能, 基于SL的速率方程和光纤布喇格光栅(FBG)滤波理论, 采用数值仿真的方法进行了理论分析, 得到了各种注入参量下的光谱、功率谱和线宽, 并讨论了反馈参量对微波线宽的影响, 考虑到光注入下产生的微波线宽较宽, 进一步引入FBG光反馈窄化了微波信号的线宽。结果表明, 当SL仅在光注入作用下时, 通过改变注入参量, 可实现微波频率连续可调谐和微波强度最大化; 微波线宽随着反馈强度的增加逐渐变窄, 通过适当调节反馈参量可将微波线宽压缩到10kHz以下。该研究结果可为半导体激光器在光生微波中的应用提供一定的理论参考。     

基于电反馈方法的窄线宽半导体激光器

窄线宽半导体激光器广泛应用于雷达和传感等领域,因此窄线宽激光器的研究具有十分重要的意义。设计采用了电反馈的结构,从激光器发射出来的光经过一个专门设计的频率鉴别器,来稳定激光器的中心波长。光电探测器将频率鉴别器发射出来的光转化成电流,与激光器内部探测器的电信号比较,比较之后的差值反馈到激光器将激光器的线宽锁定在环路带宽范围内;从而将激光器线宽由原始的0.5nm降低到0.08nm。     

窄线宽可调谐外腔半导体激光器阵列

介绍一种半导体激光器(LDs)阵列的外腔可调谐系统。腔体是Littrow结构,2个透镜将光栅选取的锁模光信号形成颠倒阵列像反馈回各个LD中。系统容易调整,对中心波长810nm、输出功率20W的单排24管LDs阵列,在光学元件参数均非最佳的情况下,获得线宽0．5nm(230GHz)、可调范围近30nm和输出功率为LDs阵列自由运行时的60％。实验结果表明,阵列中单个LD接收到的锁模信号并不必是自己发出的光,而可以来自阵列中其它LDs;此外,只要阵列中部分LDs获得锁模信号,即可达到全阵列锁模的目的。