多量子阱垂直腔面发射半导体激光器的速率方程分析

依据多量子阱垂直腔面发射半导体激光器（ＶＣＳＥＬＳ）的结构特点,并考虑到腔量子电动力学中自发辐射增强效应,建立了多量子阱ＶＣＳＥＬＳ的速率方程,并给出了其方程的严格解析解,在此基础之上,讨论了ＶＣＳＥＬＳ的稳态特性,并与普通开腔和三维封闭腔中的结果进行了比较,给出了Ｖ     

耦合垂直腔面发射激光器输出波长的理论研究

阈值载流子浓度及输出波长是研究耦合垂直腔面发射激光器的一个重要方面.本文利用边界条件.结合激光器中间DBRS层的耦合传输矩阵.推导出了双波长激射时的阈值载流子浓度,以及中间DBR层数对输出波长的影响.     

耦合垂直腔面发射激光器的耦合特性理论分析

确定耦合垂直腔面发射激光器中两腔光子之间的耦合关系是分析其工作特性的基础.本文利用边界条件,结合激光器中间DBRs层的耦合传输矩阵,推导出了不同激射波长工作时,两腔内光场应满足的方程,由此得到两腔光子之间的耦合因子,研究了腔内载流子浓度对耦合因子的影响.     

垂直腔面发射激光器的TO封装的耦合效率模拟分析

采用FRESNEL光学软件和MATLAB软件,详细分析了垂直腔面发射激光器的TO封装组件对耦合效率的影响.发现增加耦合透镜的折射率、减少管帽的高度和耦合透镜的尺寸可以提高耦合效率.     

垂直腔面发射激光器特性测试系统研究

根据垂直腔面发射激光器（VCSEL）的工作特性，设计了一种新型的易于实验室普及使用的VCSEL特性测试系统，并对VCSEL进行测试，得到了相关测试曲线。该系统使用方便，成本适中，有重要的实际应用价值。     

垂直腔面发射激光器的动态特性分析

本文给出了动态的垂直腔面发射速率方程,并由此推出了瞬态下的衰减因子和张弛振荡频率和计算公式,以及小信号调制下的光子、载流子的响应函数表达式。计算结果表明,在瞬态下衰减因子随β的增加明显变大,它使张弛振荡过程变短;在小信号调制下,多量子阱的周期增益结构比一般的垂直腔面发射结构有更大的调制带宽。     

内腔接触氧化限制型垂直腔面发射激光器小信号调制特性研究

建立了一种适用于多量子阱垂直腔面发射激光器(VCSEL)的多层速率方程模型.在理论与实验基础上,对器件进行小信号分析,得到了光子密度、载流子俘获、逃逸和隧穿时间等关键参数对VCSEL频率响应特性的影响.结果表明VCSEL调制带宽会随着输出功率增大而变宽.并进一步研究了内腔接触氧化限制型VCSEL的寄生电参数及其寄生电路,对其小信号频率响应进行了模拟分析.     

垂直腔面发射激光器及其进展

1　引　　言　　光电子技术在网络、存储器等方面的应用与多媒体信息社会的发展息息相关 ,对信息社会的发展始终起着至关重要的作用。在世界范围内的信息基础设施配置中 ,人们对以光纤通信为代表的光电子技术寄予厚望。瞬间传送处理图像等大规模信息技术愈益重要 ,在并行传递空间信息的超并行光传输系统、连接多台计算机或LSI芯片的并行光互连及光并行信息处理系统中 ,新兴的并行光电子技术起主导作用。要实现充分利用光的并行性的系统 ,大规模地进行二维集成化的并行光器件十分重要。为适应这种需求 ,人们开始探索一种新型结构的半导体激…     

垂直腔面发射激光器

The development and application of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) are summarized in this paper. The emphasis is focused on the high power single and 2-D arrays bottom-emitting VCSELs with a wavelength of 980nm. A distinguished device performance is achieved. The maximum continuous-wave (CW) output power of large aperture single devices with active diameters up to 500μm is as high as 1.95W at room temperature, which is to our knowledge the highest value reported for a single device. Size dependence of the output power, the threshold current and the differential resistance are discussed. A 16 elements array with 200μm aperture size (250μm center spacing) of individual elements shows a CW output power of 1.32W at room temperature.     

半导体环形激光器的输出耦合及阈值增益分析

通过三维光波导的模式耦合理论分析了半导体环形激光器(SRL)与直波导的耦合系数,用耦合系数的解析表达式结合SRL自再现条件分析了SRL各参数对阈值增益的影响.分析结果表明,耦合系数随波导宽度和厚度、波导间距的增大而减小,随SRL半径的增大而增大;阈值增益随波导宽度和厚度、波导间距的增大而增大,随SRL半径的增大而减小.     

竖直腔面发射半导体激光器

本文评述竖直腔面发射半导体激光器的结构、晶体生产、器件制备、器件特性以厦这种激光器的应用和发展前景。     

奇偶反馈相位共轭腔垂直腔面发射激光器非线性系统的理论研究

针对垂直腔面发射激光器(VCSEL)与相位共轭镜(PCM)这一弱耦合系统,同时考虑到相位共轭镜奇次反馈产生共轭光,偶次反馈产生常规光这一不同于普通平面镜的奇偶效应,构建非即变相位共轭镜奇偶分开的多次反馈理论模型,对多次相位共轭反馈(PCF)下垂直腔面发射激光器非线性动力学行为进行了数值模拟。结果表明,由于引入了奇偶两种不同反馈类型,高次相位共轭镜反馈可明显改变垂直腔面发射激光器的输出动态,即使在弱反馈条件下也如此,而其对稳态特性的影响却恰恰相反。与只考虑一次反馈相比,考虑多次反馈后,弱反馈引起的系统不稳定明显被抑制,混沌区域变小并代之以稳定的倍周期态;而强反馈时,一次反馈对应的从混沌到三分岔的非线性演变方式,在二、三次反馈时分别变成了从倍周期到混沌和从准周期到混沌的演变过程。     

半导体微腔激光器阈值特性分析

利用速率方程理论讨论了半导体微腔激光器的激射阈值与自发发射耦合系数β之间的关系,分析了降低阈值的途径,为器件设计提供了依据。     

Threshold Current Characteristics of Intracavity-contacted Vertical-cavity Surface-emitting Laser

Threshold current characteristics of intracavity-contacted oxide-confined vertical-cavity surface-emitting laser had been investigated in detail. Threshold current characteristics not only were depended on the size of oxide-aperture, but also were also strongly affected by the mismatch of its lasing mode and gain peak. For the same degree detuning of the gain peak and lasing mode at room temperature, the threshold current was approximately proportional to the square of the oxide-aperture diameter of above 5μm. For the same oxide-aperture device, the larger the detuning degree of the lasing mode shifted to the shorter wavelength of the gain peak at room temperature was, the lower the minimum threshold current was. The wavelengths of the lasing mode and gain peak were ±N×10nm detuning at 300K, The temperature of the minimum threshold current was changed to be about ±N×40K(N real number). The calculated results were consistent with the experimental ones.     

光泵浦垂直外腔面发射激光器斜率效率的分析

研究了光泵浦垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)的湿法腐蚀工艺,采用快速腐蚀和精细选择腐蚀相结合的腐蚀方法,使得衬底能被干净地腐蚀掉,并精确停留在阻挡层,得到高平整度的外延片表面,提高了泵浦效率,降低了散射损耗。从理论上分析了外延片表面粗糙度与OPS-VECSEL斜率效率的关系,得出如果在外延片上镀一层λ/4单介质增透膜,能进一步提高VECSEL的斜率效率。     

Littrow型光栅外腔半导体激光器的输出特性分析

在讨论光栅外腔半导体激光器理论的基础上.对影响Littrow型光栅外腔半导体激光器输出功率和线宽压窄的各种因素进行了数值模拟分析.研制了单纵模高质量激光输出的Littrow型光栅外腔半导体激光器,在工作电流为400 mA时,连续输出功率达到180 mW,线宽优于1 MHz.     

半导体激光器等效电路模型及其参数提取

从半导体激光器的速率方程出发,讨论了DFB半导体激光器的等效模型以及模型中各个参数的提取方法.分析表明该等效电路模型可以与后端封装设计级联,从而得到端到端的仿真结果,有助于提升工程上光电模块的设计效率.     

半导体激光器等效电路模型及其参数提取

采用无掩模反应离子刻蚀法制备了黑硅。利用扫描电子显微镜及紫外-可见-近红外分光光度计研究了黑硅的微结构和光学特性。结果表明,黑硅微结构高度为2.0~3.5μm,径向尺寸90~400nm,间距200~610nm。在400~1 000nm光谱范围内黑硅吸收率为94%,是单晶硅的1.5倍;在1 200~1 700nm光谱范围吸收率为55%~60%,是B掺杂单晶硅的20倍。制备的黑硅的光学带隙为0.600 6eV,吸收光谱明显向红外方向偏移。 更多还原     

光纤光栅外腔半导体激光器的输出特性

采用射线法,计及增益随波长的变化,导出了光纤光栅外腔半导体激光器输出谱及输出功率的表达式。结合载流子速率方程,对外腔半导体激光器的输出谱的精细结构以及P-I特性进行了数值模拟研究。结果表明:光纤光栅外腔的输出谱在反射带宽内呈现出多峰结构,随着前端面反射率越小,输出谱相应地比较稳定;P-I特性曲线抖动越来越小,趋于线性变化。