基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器

为了设计新型基于椭圆形反射镜面的扇形半导体微环激光器,采用光线追迹和有限时域差分的方法进行了理论分析和设计仿真。与普通的三角形环形腔相比,由于引入了椭圆形反射镜面,使得这种新型的微腔的镜面反射损耗极低,仅为1%,功率传输率为93%,Q值极高,在1576.36nm谐振波长处,Q值达到了23318.6。结果表明,这种新型的微环激光器有利于实现方向双稳态,并可进一步用于全光信号处理领域。     

形变共振腔提高激光器输出功率

椭圆形电泵浦微腔激光器具有以前报导的微盘激光器的优点，如激活介质的高效率，同时克服了从腔内耦合出可用光的某些困难。这种激光器也以特殊的“弓条形”模（而不是圆形微盘激光器的“回音廊”模）工作。这种最近由朗讯－贝尔实验室、耶鲁大学和德国马普物理所Ｃｌａｉ...     

新型电调谐傅立叶变换外腔激光器研究

介绍了一种新型的带有液晶或微反射镜阵列的傅立叶变换外腔结构，这种腔结构可以广泛应用于半导体激光器和高功率掺稀土离子的双包层光纤激光器。用它不仅可以实现扩展增益，快速、高精度、重复性好的宽范围调谐，可变波长间隔的多波长激光运转，而且还可以在外腔中插入周期极化晶体实现腔内倍频。     

高功率脉冲激光器抗失调谐振腔的研究

为简化高功率激光器谐振腔结构,提高激光器特别是高功率脉冲激光器的稳定性,增加基模体积,改善光束质量,采用直角内外圆锥面组合反射镜作为全反镜,平行平面镜作为输出镜组成新型激光谐振腔。使用高功率脉冲CO2激光器,研究了新型激光谐振腔的单脉冲输出能量和直角内外圆锥面组合反射镜失调角的关系以及新型腔激光器在全反镜失调时输出光斑的改变,并和平凹稳定腔脉冲CO2激光器进行了比较。实验结果表明,若两种激光器的全反镜失调角相同,组合锥面全反镜谐振腔激光器的单脉冲输出能量降低的程度不到平凹腔激光器的50%。在组合锥面全反镜失调角达到6′时,新型激光谐振腔激光器输出光斑形状没有明显变化。新型激光谐振腔的抗失调稳定性远超过平凹稳定腔。     

一种圆筒形气体激光器的谐振腔方案

提出了一种光谱适用性较广、大功率输出的新型圆筒形增益区气体激光器的谐振腔设计方案.此腔由两个反射镜和含于两反射镜之间的两透镜组成,这种谐振腔方案更适宜于在5.3μm波长具有很高透过率材料(如CaF_2)的CO激光器和在可见光波段具有很高透过率材料(如光学玻璃)的He-Ne激光器.同时,结合实际应用以CO激光器为例,给出了其光腔参数.     

吉赫半导体激光器的性能优于普通固体激光器

尽管稳定的吉赫脉冲输出数瓦级的激光器住远程通信和光学时钟领域有应用潜力，但有这种能力的普通固体激光器，体积太大，价格太贵。瑞士联邦技术研究所的一个小组设计并演示了锁模、垂直腔、外反射镜半导体激光器，其能产生4GHz脉冲序列，并能稳定地输出2．1W。这种性能达到了传统二极管抽运固体激光器的最好水平。     

半导体微腔中电偶极子的自发发射

由于反射电场的影响，电偶极子在微腔中的自发发射速度不同于自由空间中的自发发射速度。本文采用镜像法计算了理想平面微腔、金属平面镜组成的半导体微腔和由分布布喇格反射镜（DBR）作为谐振腔的垂直发射激光器（VCSEL）中电偶极子的自发发射速率。计算结果表明：由于微腔的调制作用，在某些情况下电偶极子自发发射速率增加，在一定腔长下电偶极子自发发射速度被抑制。     

当代信息高速公路技术中的理想光源—微碟激光器研制成功

在微腔激光和光子集成新一代信息处理技术中具有广阔应用前景的新型微腔激光器———微碟激光器最近由中科院长春光机所研制成功。随着现代超薄材料生长和各种超精细加工技术发展而诞生的微腔激光器，已经成为当代半导体研究领域的热点之一。微腔光子技术，如微腔探测器、微腔谐振器、微腔光晶体管、微腔放大器及其集成技术研究的突破，可使超大规模集成光子回路成为现实。因此，世界上包括美国在内的一些发达国家都在微腔激光器的研究方面投入了大量的人力和物力。在国家自然科学基金和吉林省科委的资助下，长春光机所的科技人员打破常规，…     

受激布里渊散射位相共轭激光器自调Q机理研究

基于受激布里渊散射的位相共轭激光器能够产生自调Q 脉冲并有效改善光束质量，分析了位相共轭激光器的自调Q 机理，认为SBS 属于快开关，可以采用阶跃函数描述而无需考虑过渡腔中复杂Q 值变化过程，分析了起始腔后反射率、耦合输出率以及SBS 饱和反射率对Q 调制过程以及输出脉冲时域和能量特性的影响，认为在设计SBS 激光器时应在保持阈值前提下选取具有较低后反射率的腔镜和具有较高SBS 饱和反射率的介质，在综合考虑耦合输出效率前提下优化选取合适的耦合输出率。     

InGaAsP/InP二维半导体光子晶体激光器的研究

光子晶体具有调控光子的能力,而光子晶体激光器的实现则证实了这种调控能力.描述了基于InGaAsP/InP材料的二维半导体光子晶体激光器的研究,主要介绍了点缺陷型光子晶体微腔激光器的理论设计、模拟分析及与器件性能的比较.理论上采用平面波展开法和三维有限时域差分法,分析了通过采用调整点缺陷腔的最近临空气孔的尺寸,可以提高光学微腔的品质因子Q,从而提高激光器的工作性能,降低激光器的激射阈值,实验中研制了不同近邻孔径尺寸的激光器,观测到激光器激射阈值降低的现象,实验结果与理论模拟相一致,除此之外,还实现了光子晶体三角形腔和H2腔激光器的激射.     

Design and fabrication of a novel high damage threshold HfO2/TiO2/SiO2 multilayer laser mirror

This paper describes a new method to design a laser mirror with high reflectivity, wide reflection bandwidth and high laser-induced damage threshold. The mirror is constructed by three materials of HfO2/TiO2/SiO2 based on electric field and temperature field distribution characteristics of all-dielectric laser high reflector. TiO2/SiO2 stacks act as the high reflector (HR) and broaden the reflection bandwidth, while HfO2/SiO2 stacks are used for increasing the laser resistance. The HfO2/TiO2/SiO2 laser mirror with 34 layers is fabricated by a novel remote plasma sputtering deposition. The damage threshold of zero damage probability for the new mirror is up to 39.6 J/cm2 (1064 nm, 12 ns). The possible laser damage mechanism of the mirror is discussed.     

Monolithic two-dimensional GaAs/AIGaAs laser arrays fabricated by chlorine lon-beam-assisted micromachining

Chlorine ion-beam-assisted etching (IBAE) has been used to micromachine laser facets and deflecting mirrors for monolithic two-dimensional GaAs/AIGaAs laser arrays. Three laser cavity/deflector designs have been successfully implemented. The first utilizes a parabolic deflecting mirror to directly focus the laser radiation; the second consists of a folded cavity with a vertical facet, a top surface facet, and an internal 45° reflector; and the third has a folded cavity with an internal Al_0.2Ga_0.8As/Al_0.8Ga_0.2As dielectric mirror stack and a top surface facet formed in a single etch step with two internal 45° reflectors. The parabolic deflecting mirrors are currently modeled forf- 0.8 collection efficiency, making the first design attractive in incoherent arrays for high-power applications such as pumping Nd:YAG lasers. The other two structures are of interest for incoherent or coherent arrays used in high- and medium-power applications, since the top surface facets can easily be antireflection coated. The design with a dielectric mirror stack is particularly simple to fabricate.     

全固态单模Nd：YAG激光器输出特性优化的实验研究

报道了一种使用1mm直径Nd：YAG激光棒和单一二极管激光模块侧面抽运的简单激光腔设计。通过使用小口径激光棒抑制高阶横模振荡、曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜的曲率半径、负透镜的焦距以及激光腔腔长等结构参数使激光器输出功率和光束圆率同时达到最大，实现了平均功率10.8W、脉冲宽度15ns、光束圆率98.80.8%、M2值1.1的近衍射极限光束输出。     

CER腔He-Ne激光器

提出采用猫眼逆向反射器（ＣＥＲ）作为Ｈｅ－Ｎｅ激光器的运动腔镜,取代平凹胺的平面反射镜,以降低其对导轨直线性要求,提高该系统作为频率分裂位移传感器的量程。用矩阵方程讨论了各种ＣＥＲ的特性,给出相关理论分析和实验结果。     

全固态单模Nd:YAG激光器输出特性优化的实验研究

为了实现高功率全固态激光器的高输出光束质量,使用1mm直径Nd:YAG激光棒和单一二极管激光模块侧面抽运的简单激光腔设计来实现功率高于10W、光束质量接近衍射极限的TEM00模输出。通过使用小口径激光棒抑制高阶横模振荡、曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜的曲率半径、负透镜的焦距以及激光腔腔长等结构参数使激光器输出功率和光束圆率同时达到最大,实现了平均功率10.8W、脉冲宽度15ns、光斑圆率98.8%±0.8%、M2值为1.1的近衍射极限光束输出。结果表明,通过使用小口径激光棒提高激光器输出光束质量工程上可行。     

Vertical-cavity surface-emitting laser diodes with post-growthwavelength adjustment

A novel vertical-cavity surface-emitting laser design enables the post-growth determination of the emission wavelength. The lasers employ a hybrid top mirror consisting of a semiconductor Bragg mirror and a metal reflector. The laser cavity length of each element in a 2-D array can be precisely adjusted after epitaxial growth by anodic oxidation and etching. An emission wavelength range of 25 nm is experimentally observed. Lasers operate under continuous wave conditions with threshold currents of about 6 mA and output powers up to 0.5 mW     

Analysis of nonplanar wave propagation through multilayered Braggreflectors for folded cavity and vertical cavity surface emitting laserstructures

A theoretical approach to nonplanar wave propagation through Bragg reflector multilayer structures is presented. The theory is applied to the optical coupling and feedback in a folded cavity surface emitting laser using a 45° deflection mirror-epitaxial Bragg reflector arrangement. The effects of the nonplanar wave propagation on the Bragg mirror reflectivity in vertical cavity surface emitting lasers is also examined. Experimental verification of the theory is presented in a novel folded cavity surface emitting laser structure integrating a horizontal cavity InGaAs-GaAs laser grown on a structured substrate with a high reflectivity Bragg reflector     

Low threshold InGaAs/GaAs 45° folded cavity surface-emittinglaser grown on structured substrates

A novel folded cavity surface-emitting laser structure integrating a horizontal cavity InGaAs/GaAs laser grown on a structured substrate with a high reflectivity Bragg reflector has been fabricated. Devices with threshold currents of 8 mA and CW wall plug efficiencies at 5% at 6 mW output power have been demonstrated at a wavelength of 0.99 μm. By combining a cleaved uncoated mirror with the 45° deflecting mirror the authors have obtained threshold current as low as 5 mA for a device 450 μm long     

基于高Q值Si3N4片上光学微腔的孤子光频梳

高Q值片上微腔已被证明是一种性能优异的克尔孤子光学频率梳产生平台。由片上多模波导构成的Si₃N₄微腔可以同时实现产生暗孤子所必须的高品质因子和反常色散。为了进一步降低产生单孤子光频梳的阈值功率,文章设计了一种具有欧拉弯曲的新型跑道型Si₃N₄微腔,与传统的圆形弯曲波导相比,跑道型微腔直波导连接处弯曲半径的突然变化被显著抑制,这抑制了高阶模式耦合并降低了传播损耗,从而获得了超过5×10⁶的品质因子。基于该新型微腔,使用辅助激光加热方法仅用47mW泵浦激光器(估计片上泵浦功率为33mW)就产生了重复频率在Ka波段且带宽超过20nm(对应于129fs的脉冲持续时间)的单孤子微腔光频梳。     

双包层光纤激光器泵浦光耦合及激光反馈研究

总结分析了高功率双包层光纤激光器的泵浦耦合及激光反馈方式,指出了相关方式中应采取的一些措施.结果表明,采用树枝状结构多模耦合器进行侧向泵浦及采用光纤光栅进行激光反馈是最佳方式.同时特别指出菲涅耳波带片耦合方式的潜在优势,并提出采用镀二色膜等厚球透镜作为双包层光纤激光器腔镜以避免直接端面泵浦对腔镜膜的损坏.