980nm半导体激光器远场特性的优化

制作小功率半导体激光器时,为了减小阈值电流,提高斜率效率,一般都采用深腐蚀法形成脊形结构以克服电流横向扩展.但是由于工艺的原因,往往使得激光器远场特性恶化,特别是水平发散角θ//形成多瓣.研究发现这与光刻工艺有着重要关系,并利用自对准自然解理边形成TiAu欧姆接触方法克服了此现象,改善了远场特性.     

808 nm半导体激光器的温度特性

用波长漂移法测试了808 nm半导体激光器额定功率分别为1 W,2 W,3W的器件在不同的输出功率下的热阻,得到额定功率为1 W的器件在输出功率为1 W时的热阻最小为4.28 K/W,额定功率为2 W的器件在输出功率为2 W时的热阻最小为5.45 K/W,额定功率为3 W的器件在输出功率为3 W时的热阻最小为5.5 K/W。并对额定功率为3 W的器件在不同的占空比下进行了测试,0.5%占空比脉冲条件下温升相当于持续条件下温升的19.6%。并用ANSYS模拟了器件温度随时间的变化,得出脉冲的特点是1 ms温升就能达到稳态的50%,0.1 s就能达到稳态的95%以上。     

1．3μmDH-SLD的性能与工作电流和温度的关系

全面地测试并分析了掩埋双异质结型超辐射激光二极管模块的输出光功率、光谱和消光比与注入电流及温度的变化关系。得到：DH—SLD显示了软阈值特性,其输出光功率随注入电流的增大而增加,随管芯温度的升高而降低。温度不变时,当注入电流小于110mA(约)时,峰值波长随注入电流的增大而减小,当注入电流大于110mA(约)时,峰值波长随注入电流的增大有所增大;峰值波长随温度升高而增大。3dB带宽随注入电流的增大而减小,随温度的升高而略有增大。消光比随注入电流和温度的升高而变化。     

1.30μm-MQW-SLD的性能与注入电流和温度的关系

全面测试了峰值波长为1．30μm的InGaAsP／InP多量子阱型超辐射激光二极管(MQW—SLD)模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。得到：MQW—SLD显示了软阈值特性。温度不变时,其输出光功率随注入电流的增大而增加;MQW—SLD模块的峰值波长随注入电流的增大而减小;注入电流不变时,其输出光功率随管芯温度的升高而减小;峰值波长随温度升高而增大。SLD模块的3dB带宽随注入电流的增大及管芯温度的升高而变化。注入电流大于阈值电流时,MQW—SLD模块的消光比随注入电流和管芯温度的升高而增大。     

980 nm半导体激光器的模场分布

结合980nm半导体激光器的特点，通过对高斯光束的发散特性的分析，得到激光器的模场分布特点。为提高980nm半导体激光器与光纤的耦合提供理论基础。     

1. 30μm2MQW2SLD 的性能与注入电流和温度的关系

全面测试了峰值波长为1. 30μm 的InGaAsP/ InP 多量子阱型超辐射激光二极管 (MQW2SLD) 模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。得到:MQW2SLD 显示了软阈值特性。温度不变时,其输出光功率随注入电流的增大而增加;MQW2SLD模块的峰值波长随注入电流的增大而减小;注入电流不变时,其输出光功率随管芯温度的升高而减小;峰值波长随温度升高而增大。SLD 模块的3dB 带宽随注入电流的增大及管芯温度的升高而变化。注入电流大于阈值电流时,MQW2SLD 模块的消光比随注入电流和管芯温度的升高而增大。     

一种用于光时域反射仪的1550nm半导体激光器

光时域反射仪(OTDR)是通信链路中光纤特性测试的专用仪器,半导体激光器是OTDR的关键元器件,激光器的性能直接影响OTDR的测试距离、测试精度等。为适应OTDR的应用需求,提出并研制了一种非对称分别限制(SCH)激光器,SCH结构可有效提高激光器的输出功率和斜率效率。同时,采用应变多量子阱结构来提高器件的温度特性。研制的1 550nm±20nm工作波长的激光器,其单模尾纤输出功率大于等于60mW(工作电流300mA,25℃),激光器上升/下降时间小于1ns,完全满足OTDR长距离、高精度测试的使用要求。     

980nm半导体激光器高反膜的优化设计

通过软件模拟和理论分析,对980BITI半导体激光器高反膜的结构进行了优化设计。选定Ta2O5／SiO2作为980nm半导体激光器的高反膜材料,通过软件TFCalc进行仿真,对3种不同膜系结构的反射率和电场强度进行了对比分析,对镀膜后和未镀膜的器件分别进行测试。仿真结果表明：膜系结构为A12O3（Ta205／SiO2）^7 Ta2O5的高反膜性能良好,镀膜后的阈值电流减小了20mA左右,斜率效率从0．48增加到了0．86。     

增益开关半导体激光器最佳工作状态研究

研究了不同调制速率下的增益开关半导体激光器的最佳工作状态。理论分析表明 ,在不同的调制速率下 ,激光器的最佳工作状态有较大的差异。在低速调制下 ,激光器应该工作在较小的直流偏置下 ,以避免输出脉冲拖尾的产生。在高速调制下 ,激光器应该工作在较高的直流偏置下 ,以提高输出脉冲的消光比。理论结果同实验结果相吻合。     

大功率小垂直发散角980nm量子阱激光器

提出了一种新型非对称宽耦合波导结构,通过理论计算优化了结构中n型波导层和限制层厚度,并采用低压金属有机化学气相沉积方法生长了设计的器件结构.测试了器件的光电特性,1200μm腔长器件的阈值电流为590 mA,斜率效率为0.96 w/A,最大输出功率达2000mW;当注入电流为0.6 A时,其远场发散角为16.1°(θ⊥)×10.2°(θ//).实验结果表明:新型非对称宽耦合波导结构能实现器件大功率输出,有效减小器件远场垂直发散角,改善器件光束质量.     

1．55μm-MQW-SLD连续工作状态下的性能

全面地测试并分析了峰值波长约为1．55μm的InGaAsP／InP多量子阱型超辐射激光二极管(MQW—SLD)模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。结果表明：在连续工作状态下,此SLD模块显示了软阈值特性,其性能随着注入电流和温度的变化而变化。     

半导体激光多普勒测速装置

介绍了采用半导体激光器为光源、PIN管为光电接收器的小型多普勒测速装置,为多普勒测速仪向便携式发展开辟了途径。     

大功率半导体激光器驱动器的研究与设计

介绍了大功率半导体激光器恒流源的设计方法。该恒流源采用功率MOSFET作电流控制元件,运用负反馈原理稳定输出电流。实际应用表明该恒流源对激光器安全可靠,输出电流的短期稳定度达到1×10-5。     

半导体激光器结温测试研究

提出了一种测试结温的简便易行的新方法,用此方法能够较准确地测量出激光器在直流工作时的结温.通过改变环境温度得到激光器正向电压的温度系数dVf/dT,再改变电流应力测得正向电压随电流的变化率dVf/dI.其中,由理论计算得到dVf/dT推出的温度随电流的变化率ΔT/ΔI为31.9 ℃/A,由实验得到dVf/dT推出的ΔT/ΔI为37.2 ℃/A.把这两者和常规的波长漂移法得到的结果ΔT/ΔI ≈29.7 ℃/A进行比较,结果基本一致,从而证明了新方法的可行性.     

EDFA用980nm泵浦源的研制

文章阐述了掺饵光纤放大器的基本工作原理，简要分析了其中所使用的泵浦源，提出了一种980nm泵浦源的研制方案，给出了电路参数的选择原则。文中还给出了对样品性能进行实测的结果。长期运行表明，完全符合使用要求。     

半导体激光器自动控制系统设计

根据半导体激光二极管的工作原理 ,设计了一种利用单片机实现半导体激光器功率稳定输出的自动控制系统。该系统包括恒流源、光功率反馈、保护电路、温度控制等部分。系统具有激光功率值的实时控制、显示和设置 ;工作温度值的实时控制、显示和设置 ;系统软开关和软保护等功能。     

980 nm半导体激光器腔面膜与腔面光学灾变的改善

腔面光学灾变(COD)是影响半导体激光器高功率输出和可靠性的重要问题。不同腔面膜的器件,其腔面光学灾变阈值差别很大。使用离子辅助沉积(IBAD)的工艺可以使基片表面更清洁,膜层更为牢固致密,同时可以改善由吸收、散射等损耗带来的激光输出功率下降。采取N2氛围中在激光器的腔面上涂镀不同的增透膜与介质高反膜来提高腔面光学灾变阈值。 以980 nm半导体激光器为例,进行对比实验,从老化结果中可以看到不同工艺与不同材料选择下腔面膜的腔面光学灾变的明显改善。