半导体激光器参数的外腔法测量

通过测量运行在外腔中的半导体激光器的P-I(功率电流)曲线,可以确定二极管激光器的重要参量——吸收系数α、对电流的微分小信号增益系数dg/dI以及光子寿命等。     

用于远距离干涉测量的外腔半导体激光器

采用中心波长为942.4nm、初始线宽大于1200GHz的半导体激光器(LD),使用littrow型自准直光栅外腔结构,以精度为10-3/℃的温控手段,实验得到了功率恒定、模式单一稳定、线宽优于1.2MHz(Δλ<3.5×10-6nm)的激光输出,可应用于程差大于250m的干涉测量,使测量系统易于调制、便于集成。     

外腔半导体激光器的线宽

本文用量子力学的方法求得了外腔半导体激光器(LD)的线宽,给出了抑制LD线宽的最佳反馈条件。     

外腔半导体激光器频谱特性研究

本文在外腔半导体激光器的研究中引入了改进的速率方程组,用解析方法导出了稳态振荡条件和谱线宽度表达式,这些表达式适用于具有任意反馈量的外腔半导体激光器。理论分析与实验相符。     

大功率外腔半导体激光器的研究

介绍了一种用光栅作为外反馈元件，采用普通大功率半导体激光器管芯作为增益介质的方案。实验中实现了输出功率大于７０ｍＷ，边模抑制比大于３０ｄＢ。并对影响大功率外腔半导体激光器特性的参数进行了分析     

长外腔半导体激光器的调谐连续性

可调谐外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）中的波长选择元件（如光栅，Ｆ－Ｐ标准具等）所选择的波长函数具有一定的频谱宽度，为实现连续调谐该宽度就应足够小，作为首次尝试，在研究了确保ＥＣＬＤ能在激光二极管的以共振长振荡所需的条件后，我们导出该谱宽不能超过的上限值。     

半导体激光器外腔长连续调频特性的研究

研究了半导体激光器的外腔长连续调频特性，在外腔长λ／２变化范围内，激光频率与外腔长度呈线性变化关系，线性连续调频宽度小于外腔纵模频率间隔。外腔长调频率与激光管本征频率成正比，与外腔长度成反比。实验测量结果与理论分析相一致。     

光栅调谐外腔半导体激光器特性

用一端面镀制高效减反射膜的激光二极管（实际已变成超辐射发光二极管），作为外腔中的增益介质与衍射光栅一道构造了光栅调谐外腔半导体激光器，并对其特性进行了分析和实验研究，实现了外腔半导体激光器的宽带调谐单模输出，调谐范围宽达４０ｎｍ，测定了阈值电流和调谐波长的关系。     

集成外腔半导体激光器的量子噪声

本文首次用半经典理论给出了集成外腔(IEC)半导体激光器(LD)的量子AM和FM噪声谱。指出IEC LD的噪声特性主要取决于有源区和外腔的长度及折射率的变化。     

使用外腔半导体激光器对远距离微小振动的干涉测量

采用中心波长为942. 4 nm ,线宽大于3. 6 nm 的半导体激光器,使用Littrow 型自准直光栅外腔结构,得到功率恒定、模式单一稳定、线宽优于1. 2 MHz (Δλ< 3. 5 ×10 - 6 nm) 的激光输出;使用正弦光频调制方式完成了对远距离的微小振动(纳米量级) 的测量,对振动的辐值和频率都具备良好的探测效果。     

使用外腔半导体激光器对远距离微小振动的干涉测量

采用中心波长为942.4nm,线宽大于3.6nm的半导体激光器,使用Littrow型自准直光栅外腔结构,得到功率恒定、模式单一稳定、线宽优于1.2MHz(Δλ<3.5×10-6nm)的激光输出;使用正弦光频调制方式完成了对远距离的微小振动(纳米量级)的测量,对振动的辐值和频率都具备良好的探测效果。     

光栅外腔半导体激光器的波长特性研究

本文对光栅外腔半导体激光器调谐在不同波长所需的阈值条件和输出功率进行了研究。     

用于干涉测量的光栅外腔半导体激光器

研制了用于光干涉测量的单稳频、窄线宽光栅外腔半导体激光器(LD)。它由出光面镀有增透膜的单管半导体激光器、光束校正准直系统、闪耀光栅、注入电流驱动系统及温度控制系统组成。闪耀光栅作为外腔光反馈元件对单管半导体激光器输出的纵模进行选择，使之工作在单纵模状态。外腔的引入还使输出光的谱线宽度得以大大压窄。注入电流驱动系统为半导体激光器提供工作电流。温度控制系统由双层温控组成。第一层用于控制单管半导体激光器管芯温度；另一层用于及时带走第一层温控产生的热量，并消除环境温度影响，使外腔温度稳定。该温控系统可使所构成激光器的温度稳定在1‰℃量级。对研制的外腔半导体激光器的特性进行测试，其输出功率恒定、模式单一稳定、谱线宽度优于1．4MHz。     

减反射膜与外腔半导体激光器调谐范围

由于镀了减反射膜的半导体激光二极管端面的反射曲线的谱宽有限，而且，增益峰值波长随载流子密度的变化，因而实际上起作用的反射率通常都比能测到的最低反射率高，在腔内可建立的载流子密度的上限比预期的低。在考虑了这些因素后，计算了用这种管子作外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）的增益介质时，ＥＣＬＤ的调谐范围。     

外腔半导体激光器的宏模型

本文给出了外腔半导体激光器大信号宏模型。该模型可以作为光电集成ＥＣＬＤ的计算机辅助设计模型,亦可作为考察光反馈对单模ＬＤ影响的分析模型,模型可以用通用电路分析软件进行分析,分析结果与已报导的理论和实验基本一致。     

双波长可调外腔半导体激光器

提出了一种基于体布拉格光栅（VBG）和横向啁啾体布拉格光栅（TCVBG）组合的双光栅外腔半导体激光器,该外腔半导体激光器采用反射率15%的体光栅和反射率17%的啁啾体布拉格光栅作为反馈元件和模式选择元件,实现特定波长的选择和调谐,实验研究了外腔激光器的功率-电流特性、光谱特性和波长调谐特性。实验结果表明:双光栅外腔半导体激光器最大输出功率为1.96 W,斜率效率为0.94 W/A,外腔效率达到78%。输出光谱为双波长,一个波长为808.6 nm,另一个波长连续可调,通过改变横向啁啾体光栅的位置,该波长可从800 nm调谐至815 nm,可调范围达15 nm,在整个可调范围内两个波长的谱线宽度（FWHM）均小于0.3 nm。     

光栅外腔半导体激光器的调谐范围

根据光栅反馈量的大小和近光栅端的半导体激光器端面反射率的变化，对光栅外腔半导体激光器的调谐范围进行了研究。     

外腔半导体激光器的理论分析与试验

对描述外腔半导体激光器的多模速度方程组作了适当修正,利用经修正的多模速度方程组,对外腔半导体激光器的选模特性,输出功率及稳频进行了理论分析;从实验上观察了p=1.3um的外腔单纵模的工作情况;模抑制比S0/S1<280,实验结果与理论分析基本一致.     

复合双外腔半导体激光器

本文首次提出改进外腔半导体激光器性能必须同时满足两个条件:(1)振荡模要有最大的净增益;(2)振荡模与其相邻纵模间的净增益差足够大。据此理论研制成复合双外腔半导体激光器,首次在无任何反馈控制条件下实现了单模稳定运转时间大于24h、同一单模运转注入电流范围提高二个数量级,输出功率提高一个量级,其它各项性能也均有大幅度提高。