激射波长为820nm的大功率分布反馈激光器

通过将二级光栅直接刻在脊形波导AlGaInAs/AlGaAs DFB激光器的无铝光波导层上,实现了波长约为820nm,单面功率为30mW的单纵模激光器.由于采用无铝光栅,保证了二次外延质量,从而得到较好的器件性能.激光器的阈值电流为57mA,斜率效率约为0.32mW/mA.     

975nm分布反馈激光器一级光栅的制备

优化设计了975 nm分布反馈激光器的一级布拉格光栅结构.将纳米压印技术与干法刻蚀工艺相结合制备周期为148 nm的光栅结构,通过优化调整刻蚀气体流量比、腔室压强和偏压功率等参数,得到了合适的光栅刻蚀工艺参数.扫描电子显微镜测试显示,光栅周期为148 nm,占空比接近50％,深度合适,表面形貌、连续性和均匀性良好.将所制备光栅应用于975 nm分布反馈激光器中,激光器输出性能良好,波长随温度漂移系数小,光栅对波长的锁定效果良好.     

三相移分布反馈激光器的静态及动态特性分析

提出了一种新的分布反馈 (DFB)激光器的传输矩阵 (TMM)分析方法──向量法 ,并建立了一个新的小信号分析模型。利用向量法及小信号分析模型 ,考虑了空间烧孔 (SHB)及非线性增益的因素 ,分析了三相移分布反馈激光器 (3PS DFB)的静态及动态特性 ,得出不同电流注入情况下的载流子密度及光子密度的轴向分布。此分析方法亦可用于其他DFB结构的分析     

分布反馈半导体激光器的调制谱

本文推导了啁啾光脉冲的表达式，研究了不同调制状态下分布反馈半导体激光器的谱特性，并分析了展宽谱生成的过程。     

大功率670nm半导体激光器的研制

采用低压金属有机化学气相沉积生长了670nm激光器外延片，有源区采用单量子阱结构，阱区、垒区分别为InGaAsP和AlGaInP. 利用该外延片制作了带无电流注入区的氧化物条形激光器. 激光器腔长为900μm，电流注入区条宽为100μm，两端的无注入区宽度均为25μm. 镀膜后器件的阈值电流为0.4A，输出波长670±2nm，最大输出功率为1100mW, 水平、垂直发散角分别为8°, 40°. 表明该种结构可以提高器件的腔面光灾变功率.     

固体染料分布反馈激光器输出光脉冲时间特性数值分析研究

本文选用合理的初始条件 ,通过迭代求解一阶微分关联速率方程组 ,首次给出了掺R6G染料固态溶凝胶硅分布反馈激光器输出激光脉冲的时间特性及其随泵浦功率改变的变化规律。数值计算结果与实验结果吻合甚好     

1550 nm大功率低噪声分布反馈激光器芯片设计

设计了一种1550 nm波长分布反馈(DFB)激光器芯片,分析了有源区材料和波导结构对芯片参数的影响.分析了影响输出功率和相对强度噪声(RIN)的因素,并进行了实验对比.通过对芯片材料结构和波导结构的优化设计提升了芯片效率、降低了RIN;通过优化腔长与量子阱总增益之间的匹配参量及对光波导的优化设计,提高了芯片注入饱和点;通过提升注入水平提高了芯片输出功率.芯片测试结果显示,25℃时阈值电流为13 mA,斜率效率为0.38 W/A,输出功率为102 mW@300 mA,边模抑制比为51 dB@50 mW,RIN为-160 dB/Hz@300 mA.该芯片具备高输出功率、低RIN、低阈值电流、高斜率效率的特点.     

高功率980nm锥形增益区脊形波导量子阱激光器的优化

利用MOCVD生长980nm InGaAs-AlGaAs渐变折射率分别限制异质结单量子阱激光器外延片,采用锥形增益区脊形波导结构制备器件.保持总腔长1850μm不变,改变脊形区的长度分别为450,700和950μm,对比三种情况的P-I特性和光束质量.发现LRW＝450μm时,器件特性参数和远场光束质量最优,斜率效率达0.83W/A,饱和功率为4.28W.输出功率为1W时,远场发散角为7.5°×30.6°,M2因子为3.79.     

高功率980nm锥形增益区脊形波导量子阱激光器的优化

利用MOCVD生长980nm InGaAs-AlGaAs渐变折射率分别限制异质结单量子阱激光器外延片,采用锥形增益区脊形波导结构制备器件.保持总腔长1850μm不变,改变脊形区的长度分别为450,700和950μm,对比三种情况的P-I特性和光束质量.发现LRW＝450μm时,器件特性参数和远场光束质量最优,斜率效率达0.83W/A,饱和功率为4.28W.输出功率为1W时,远场发散角为7.5°×30.6°,M2因子为3.79.     

259W准连续无铝808nm激光二极管线列阵

通过优化张应变量子阱外延结构和设计线列阵双沟道深隔离槽腐蚀工艺,采用低压金属有机化学气相沉积法（LP-MOCVD）生长了GaAsP/GaInP/AlGaInP单量子阱分别限制异质结激光器材料,并利用该材料制备了填充因子为50%的1cm宽线列阵激光巴条,用扫描电子显微镜（SEM）分析了隔离槽的形貌. 在准连续工作条件（200μs脉宽,2%占空比）下,封装在被动制冷标准铜热沉上的器件在测试设备允许的最大驱动电流300A时可获得259W的输出功率,未观察到腔面光学灾变性损伤的发生. 最高功率转换效率在工作电流为104A时达52%, 此时输出功率为100W,激射光谱的中心波长为807.8nm,半高宽为2.4nm,快慢轴远场发散角分别为29.3°和7.5°.     

低掺杂铒纤上分布反馈布拉格光纤激光器的制作

采用准分子激光器成功地在低掺杂普通铒纤上制作出5 cm的光纤光栅分布反馈布拉格(DFB)激光器,铒纤的峰值吸收率为5 dB/m,在100 mW,980 nm抽运光条件下,光纤激光器的输出功率为50μW,边模抑制比为50 dB。使用耦合模理论分析了一段5 cm带相移的分布反馈布拉格光纤激光器输出光强同腔内损耗及相移量的关系,计算结果表明,光纤腔内的损耗对激光器的输出具有非常重要的影响,大的损耗对应获得最大功率的光栅耦合强度相应减小,因此,在低掺杂铒纤上制作分布反馈布拉格激光器必须正确估计光纤激光器的腔内损耗,选择合适的光栅耦合强度,可以获得较大的输出功率。     

980nm大功率半导体激光器的MOCVD外延生长条件优化

为了对980 nm大功率半导体激光器的波导层和有源层外延材料进行快速表征,设计了相应的双异质结(DH)结构和量子阱(QW)结构,并在不同条件下进行了MOCVD外延生长,通过室温荧光谱测试分析,得到Alo.1Ga0.9As波导层的最佳生长温度为675℃,InGaAs QW的最佳长温度为575℃.为了兼顾波导层需高温生长和QW层需低温生长的需求,提出在InGaAsQW附近引入Alo.1Gao.9As薄间隔层的变温停顿生长方法,通过优化间隔层的厚度,InGaAs QW在室温下的PL谱的峰值半高宽只有23 meV.基于优化的外延工艺参数,进行了980 nm大功率半导体激光器的外延生长,并制备了腔长4 mm、条宽95 μm的脊形器件.结果显示,在没有采取任何主动散热情况下,器件在30A注入电流下仍未出现腔面灾变损伤,输出功率达到23.6W.     

980nm半导体激光器长期老化结果及失效分析

为了提高980nm半导体激光器的可靠性,采用氦离子注入形成腔面电流非注入区技术制作了4μm条宽的脊形波导激光器,并利用同一块外延片制作了常规工艺的4μm脊形波导激光器作为对比。经过长期老化实验得知:常规工艺器件在1500h前全部失效,而采取新技术的器件寿命超过了3000h。通过对器件的扫描电镜分析发现,腔面灾变性损伤、铟焊料的质量和腔面污染等因素对器件失效有直接影响。     

259W准连续无铝808nm激光二极管线列阵

通过优化张应变量子阱外延结构和设计线列阵双沟道深隔离槽腐蚀工艺,采用低压金属有机化学气相沉积法(LP-MOCVD)生长了GaAsP/GalnP/AlGaInP单量子阱分别限制异质结激光器材料,并利用该材料制备r填充因子为50%的lcm宽线列阵激光巴条,用扫描电子显微镜(SEM)分析了隔离槽的形貌.在准连续工作条件(200μs脉宽,2%占空比)下,封装在被动制冷标准铜热沉上的器件在测试设备允许的最大驱动电流300A时可获得259W的输出功率,未观察到腔面光学灾变性损伤的发生.最高功率转换效率在工作电流为104A时达52%,此时输出功率为100W,激射光谱的中心波长为807.8nm,半高宽为2.4nm,快慢轴远场发散角分别为29.3°和7.5°.     

近红外激光二极管在气体传感中的应用

综述了近红外激光二极管在气体传感中的应用,讨论了用于这一技术的器件和实验技术。文中讨论了用分布反馈（ＤＦＢ）激光二极管、垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ）以及其他单频器件作为光源的激光气体传感实验方法和相关结果,新型单频器件发展表明近红外激光二极管气体传人有广阔前景。     

Application of Multimode Laser Diodes in the Interrogation of Fiber Bragg Grating Sensors

The interrogation of fiber Bragg grating sensors with multimode laser diodes is theoretically and experimentally analyzed using two different approaches: serrodyne and dithering techniques. It is also demonstrated that by using several laser modes it is possible to enhance the measurement range without compromising sensitivity.     

大功率半导体激光器腔面处理方法

介绍了采用非注入电流腔面和透明窗口减小腔面电流的方法。减小腔面非辐射复合的方法包括采用高真空下解理、镀膜防止腔面氧化;采用真空等离子洗或化学气体腐蚀清除腔面氧杂质沾污。论述了合适的腔面膜系组合和膜系组分有利于减小腔面膜层应力,改善散热能力。指出将抑制腔面电流、防止腔面氧化等方法组合,再加上合理的结构设计和热管理等综合应用,以及将半导体材料-镀膜膜层交界面处于光驻波波谷,可有效提高器件的灾变光学镜面损伤(COMD)阈值。     

940nm高功率激光二极管及线阵

设计并制作出了940 nm无铝有源区高功率激光二极管和激光条.通过MOCVD法生长出应变量子阱材料,器件显示出极好的性能,100μm条宽的激光二极管最大输出功率达800mW(室温),填充因子为17%的激光二极管条发射功率达32 W.     

Drivers for High Power Laser Diodes

1 Introduction High power laser diodes (HPLD) usually have more than 10 W CW output optical power, or more than 20 W peak power for more than 1 s pulse duration. When we talk about HPLD, we shall not distinguish be- tween single stripe emitters, or linear bars, or bar stacks. From this point, three main groups of HPLD ac- cording to their design and applications may be catego- rized. The first group includes continuous CW HPLD, consisting of one or several linear bars, fiber coupled i…     

Extracting Light from Polymer Light‐Emitting Diodes Using Stamped Bragg Gratings

In this paper, we describe a method for increasing the external efficiency of polymer light‐emitting diodes (LEDs) by coupling out waveguided light with Bragg gratings. We numerically model the waveguide modes in a typical LED structure and demonstrate how optimizing layer thicknesses and reducing waveguide absorption can enhance the grating outcoupling. The gratings were created by a soft‐lithography technique that minimizes changes to the conventional LED structure. Using one‐dimensional and two‐dimensional gratings, we were able to increase the forward‐directed emission by 47 % and 70 %, respectively, and the external quantum efficiency by 15 % and 25 %.