用半导体可饱和吸收镜对掺钕晶体激光器进行被动调Q和锁模

较全面地介绍了几种掺钕激光晶体的光学性质。就掺钕激光晶体主要的三个波长探讨了用一种新型的吸收体(半导体可饱和吸收镜)进行被动调Q和锁模。     

半导体可饱和吸收镜的被动锁模研究

介绍了半导体可饱和吸收镜的结构及参量,分析了其被动锁模的原理,并对影响被动锁模稳定输出,造成Q脉冲包络输出原因进行了分析讨论,从三个方面提出了优化方案.     

利用半导体可饱和吸收镜实现的全光纤被动锁模激光器

设计了包含半导体可饱和吸收镜(SESAM)、单包层高掺Yb增益光纤和光纤布拉格光栅(FBG)的全光纤激光器,实现了皮秒级,中心波长约为1064 nm,3 dB线宽约为0.4 nm,重复频率约为17.3 MHz的稳定的连续(CW)被动锁模脉冲输出。观察并分析了输出激光随抽运功率升高和降低的变化过程,升高过程中连续锁模启动时抽运功率阈值为50 mW,降低过程中能够实现稳定锁模的最小抽运功率为37 mW。随着抽运功率的加大,首先出现调Q现象。然后出现连续锁模,并伴有很小幅度的调Q现象。继续加大功率,脉冲会出现分裂;抽运功率越大,单脉冲分裂成的多脉冲越多,多脉冲调制越强。在较少脉冲演变为较多脉冲的过程中,会出现调制的不稳定性。当抽运功率足够大时.会出现多脉冲个数及峰值的不稳定现象。半导体可饱和吸收镜被动锁模会使输出激光谱线加宽,随着抽运功率的加大和锁模的加强,输出激光谱线逐渐加宽。随着脉冲分裂个数增多,单个脉冲脉宽变窄。在多脉冲调制阶段,外界微扰会对系统产生一定影响。     

线形腔半导体可饱和吸收镜被动锁模掺镱光纤激光器

皮秒脉冲在超连续谱光源中具有重要应用,基于线形腔搭建了半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模皮秒脉冲掺镱光纤激光器,详细分析对比了激光器中所用光纤光栅的反射率、反射带宽以及SESAM的宏观特性参数对锁模激光器输出脉冲特性的影响。实验结果表明:选择10%反射率和0.3nm反射带宽的光纤光栅比较有利于激光器的稳定锁模;光纤激光器对SESAM参数的适用范围比较大,SESAM的非饱和损耗对激光器输出平均功率影响较大,SESAM的非饱和损耗越小,激光器输出脉冲的平均功率越高。     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜(SESAM)，在5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd：YAG激光中，实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模，获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量，其锁模激光脉冲宽度小于10ps。实验采用直腔结构的谐振腔，该腔结构简单，易于调整，实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时，光～光转换效率达到19％。     

用半导体可饱和吸收镜实现侧面抽运Nd:YAG被动锁模固体激光器

利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术实现的超快脉冲激光器具有结构简单紧凑、脉冲序列稳定等优点,在许多领域有着重要用途。简述了用半导体可饱和吸收镜锁模固体激光器的具体要求及方案,介绍了采用Z型折叠腔结构和大功率侧面抽运模块实现的半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd:YAG固体激光器。得到了平均功率为4.7 W,脉冲重复频率55 MHz,单脉冲能量85 nJ的皮秒激光脉冲,光束质量好,M2因子约为1.2,谱线宽度约为0.1 nm,在小时间尺度上得到较好的锁模效果,对实验现象进行了描述,对实现高功率侧面抽运锁模激光器进行了初步探讨。     

表面态型半导体可饱和吸收镜实现Nd:YAG激光器被动锁模

砷化镓半导体材料与空气接触的表面存在密度很高的电子表面态，砷化镓材料内部的电子可以通过这种表面进行驰豫，驰豫时间估计在ps量级。依此原理，制作了一种新型的表面态型半导体可饱和吸收镜，用其作为被动锁模吸收体．实现了半导体端面泵浦Nd：YAG激光器被动连续锁模。在泵浦功率为4W的情况下．获得了连续锁模脉冲序列，重复频率150MHz，锁模脉冲平均输出功率为300mW，脉冲宽度为10ps。     

半导体可饱和吸收镜调Q的Yb:LSO激光器

报道了一个激光二极管（LD）抽运多波长连续输出的激光器和一个被动调Q的固体激光器。该激光器的增益材料是一种新型掺Yb^3＋的晶体Yb^3＋：Lu2SiO5（Yb^1LSO）。当吸收的抽运功率为2．57W时，连续输出的最大功率为490mW，斜率效率为22．2％，光-光转换效率为14．2％，激光阈值为299mW，输出激光波长为1084nm。多波长输出时，波长调谐范围为1034～1085nm。利用InGaAs可饱和吸收镜实现调Q输出时，斜率效率为3．0％，激光波长为1058nm。脉冲重复频率为25～39kHz，重复频率随着抽运功率的增加而增加。     

半导体可饱和吸收镜调Q的Yb∶LSO激光器

报道了一个激光二极管(LD)抽运多波长连续输出的激光器和一个被动调Q的固体激光器。该激光器的增益材料是一种新型掺Yb3 的晶体Yb3 ∶Lu2SiO5(Yb∶LSO)。当吸收的抽运功率为2.57 W时,连续输出的最大功率为490 mW,斜率效率为22.2%,光-光转换效率为14.2%,激光阈值为299 mW,输出激光波长为1084 nm。多波长输出时,波长调谐范围为1034~1085 nm。利用InGaAs可饱和吸收镜实现调Q输出时,斜率效率为3.0%,激光波长为1058 nm。脉冲重复频率为25~39 kHz,重复频率随着抽运功率的增加而增加。     

半导体可饱和吸收镜被动锁模Nd∶YAG激光器的研究

利用自行研制的半导体可饱和吸收镜 (SESAM ) ,在 5W光纤耦合半导体激光器端面抽运的Nd∶YAG激光中 ,实现了半导体可饱和吸收镜被动锁模 ,获得了稳定的皮秒锁模激光输出。经自相关仪测量 ,其锁模激光脉冲宽度小于 10 ps。实验采用直腔结构的谐振腔 ,该腔结构简单 ,易于调整 ,实现可饱和半导体吸收镜稳定锁模时 ,光 光转换效率达到 19%。     

800nm布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜

我们在国内首先研制成功波长为800nm附近布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜。用布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜作为自启动装置，我们实现了氩离子激光器泵浦的钛宝石激光器被动连续锁模，获得了连续锁模脉冲序列，重复频率在100MHz到200MHz。     

用半导体吸收体实现陶瓷激光器被动锁模研究进展

新型陶瓷材料近年来开始作为激光增益材料,具有低成本、大尺寸、制备时间短、热导率高等优点。大功率飞秒激光器是近年来超短脉冲激光制备的一大热点。本文探讨了使用半导体可饱和吸收镜实现被动锁模大功率陶瓷飞秒激光器的可行性,研究现状以及未来趋势。     

宽带半导体可饱和吸收镜研制方法及选择腐蚀研究

介绍了用于固体激光器被动锁模自启动实现飞秒级脉冲输出的两种波长的带半导体可饱和吸收镜(800nm和1550 nm SESAMs)的研制方法和应用.制作宽带反射层的关键技术之一是AlGaAs/GaAs和InP/InGaAs/InGaAs的选择腐蚀.分别就几种湿法腐蚀和干法腐蚀进行了详细的分析和比较.     

锁模元件SBR用于飞秒固体激光器中的分析

为了得到稳定的飞秒锁模脉冲,SBR广泛用于飞秒固体激光器中的锁模。分析了SBR的结构和光谱特性,并从密度矩阵方程出发导出了SBR的吸收系数、饱和强度与SBR的固有参数之间的关系,分析了SBR在固体激光器中的锁模机理,得到了SBR在固体激光器中锁模的基本条件,结果表明,SBR能够用于飞秒固体激光器锁模并提高锁模脉冲的质量。     

XGM全光波长变换性能分析与优化设计

对基于半导体光放大器（ＳＯＡ）交叉增益调制（ＸＧＭ）的全光波长变换（ＡＯＷＣ）进行了性能分析,并提出了ＡＯＷＣ的简化系统模型,利用此模型详细分析了码速为２．５,５和１０Ｇｂｉｔ／ｓ归雾码的变换光消光比（ＥＲ）和信噪比（ＳＮＲ）与探测光功率（Ｐｃｗ）、信号光功率（Ｐｓ）和泵浦电流的关系,分析了优化设计ＡＯＷＣ的途径。     

半导体可饱和吸收镜失效分析及改进方法研究

介绍了半导体可饱和吸收镜的锁模原理和制作方法,通过分析超短脉冲激光与半导体材料作用原理,阐述了提高半导体可饱和吸收镜抗激光损伤阈值的方法,如吸收区掺杂、退火、扩大低温生长区、表面热沉等。实验中通过退火和镀介质薄膜使半导体可饱和吸收镜由不能工作转为能够工作,并且获得稳定的连续锁模脉冲激光输出。     

单片机控制步进电机实现光纤光栅外腔半导体激光器调谐

本文介绍了步进电机在光纤光栅外腔半导体激光器调谐中的应用,利用步进电机角位移与控制脉肿之间的精确同步,控制脉冲宽度与频率,经连杆、齿轮等精密机械传动后,带动千分尺转动,控制光纤光光栅拉伸,从而实现利用单片机控制步进电机对外腔半导体激光光栅波长进行调谐。     

SLA增益谱波长分布和漂移对皮秒光脉冲的影响

在描述皮秒脉冲通过半导体光放大器(SLA)动态过程的理论模型中引入SLA增益谱的波长分布和漂移,数值计算了增益谱的波长分布和漂移对放大脉冲实时分布的影响。结果表明,具有相同分布、不同波长的输入脉冲经SLA后,输出脉冲的形状、峰值功率以及峰值出现的时间均不同;在不同的SLA增益下(即SLA在不同的偏置电流下),是否包含增益谱的波长分布和漂移对皮秒脉冲经SLA放大后的分布有显著影响。     

一种半导体激光自混合效应模型参数的测量方法

从半导体激光自混合干涉系统的一般模型公式出发,建立了一个非线性函数模型,利用非线性最小二乘法的曲线拟合,来估计半导体激光自混合效应的模型参数——线宽展宽因数和光反馈因数。经计算仿真分析表明,该算法有较好的收敛性,迭代次数少且参数估计精度高,是半导体激光自混合效应参数测量的一种有效方法。     

The properties of photo chemical-vapor deposition SiO<Subscript>2</Subscript> and its application in GaN metal-insulator semiconductor ultraviolet photodetectors

High-quality SiO₂ insulating layers were successfully deposited onto GaN by a photo chemical-vapor deposition (photo-CVD) technique using a deuterium (D₂) lamp as the excitation source. The interface-trap density, D_it, was estimated to be 8.4×10¹¹ cm⁻²eV⁻¹ for the photo-CVD SiO₂ layers prepared at 300°C. It was found that the leakage current was only 6.6×10⁻⁷ A/cm² with an applied field of 4 MV/cm for the 300°C photo-CVD-grown Al/SiO₂/GaN metal-insulator semiconductor (MIS) capacitor. It was also found that the photo-CVD SiO₂ layer could be used to suppress the dark current of nitride-based photodetectors. A large photocurrent to dark-current contrast ratio higher than three orders of magnitude and a maximum 0.12 A/W responsivity were observed from the fabricated indium tin oxide (ITO)/photo-SiO₂/GaN MIS ultraviolet (UV) photodetectors. Furthermore, it was found that corresponding noise-equivalent power (NEP) and normalized detectivity, D*, of our ITO/photo-SiO₂/GaN MIS UV photodetectors was 2.19×10⁻⁹ W and 2.03 × 10⁸ cmHz_0.5W⁻¹, respectively, for a given bandwidth of 500 Hz.