高稳定单纵模的1.55μm DFB激光器

采用一级全息光栅和二步液相外延法研制出高稳定单纵模工作的1.55μm分布反馈(DFB)激光器.20℃时连续工作阈值电流I_(th)为40mA,单纵模光功率为7.5mW.在70℃高温和 1GHz正弦信号调制下保持边模抑制比(SMSR)大于 30dB的单纵模工作,最高SMSR大于38dB.线宽△v为30MHz.单纵模产率Y_(SLM)48％.70℃环境下通电100mA连续24小时老化后,阈值电流变化率△I_(th)/I_(th)(20℃)≤10％,SMSR未劣化.该DFB激光器首次在国内实用化五次群光纤通信系统(传输码635Mb/s、RZ)上实现70.7km普通光纤无中继传输.     

基于保偏光纤光栅的低噪声外腔半导体激光器

研制了1550nm波段的窄线宽、低噪声混合集成外腔半导体激光器,将保偏光纤布拉格光栅(FBG)作为反馈元件与半导体增益芯片进行耦合,并利用FBG斜边处的大群时延特性将半导体激光器的线宽压窄。所得到的蝶形封装激光器原型器件实现了稳定的单纵模、单偏振激光的保偏输出,在1kHz处积分线宽为15.9kHz的输出功率≥30mW,洛伦兹线宽为4.85kHz,本征线宽为4.06kHz,相对强度噪声≤-155dB·Hz~(-1)@1 MHz,偏振消光比25dB,无跳模电流调谐范围≥8 GHz,无跳模温度调谐范围≥14 GHz,6h功率稳定度为1.7%,频率漂移量50 MHz。     

1.5μm InGaAsP/InP脊型波导分布反馈激光器

用两次液相外延制备了1.5μm InGaAsP/InP脊型波导分布反馈激光器.室温下无扭折直流光功率超过6mW,阈值电流为34mA,单面外微分量子效率高达33％.在室温附近的稳定单纵模工作温度范围超过43℃,波长温度系数为0.9A/K.在1.6mW输出光功率下的静态线宽为60MHz.在1GHz正弦调制下仍为单纵模输出.     

1.55μm掩埋条形InGaAsP/InP激光器

用两次液相外延的方法制备了 1.55μm掩埋条型 InGaAsP/InP双异质结激光器.室温下的阈电流低达55mA.在接近3格阈值时,器件的光强-电流特性仍保持良好的线性度.直到1.6倍阈值时仍可得到稳定的单纵模、基横模工作.     

1.52微米InGaAsP/InP双有源区双沟道平面掩埋异质结动态单纵模激光器

研制了1.52μm InGaAsP/InP双有源区复合腔结构的动态单纵模激光器,采用了双沟道平面掩埋异质结构来达到横向电流限制,制成的激光器20℃下阈值电流25—50mA,最高激射温度为80℃,线性输出功率>10mW,单面微分量子效率>20％,用565M bits/s、2~7-1位伪随机码调制,偏置电流由I_(th)～3I_(th)均能保持稳定的单纵模输出,其中谱线半宽为0.7±0.01A,纵模抑制比可达25dB(300:1)以上.     

1.3微米InGaAsP/InP双沟道平面掩埋异质结激光器

本文介绍具有机好的P-N-P-N电流限制的双沟道平面掩埋异质结激光器(DC-PBH LD)。器件正向泄漏电流小于1μA/5V,阈值电流20mA,20℃时的光功率线性输出大于10mW,最大功率输出大于20mW,50℃光功率线性输出10mW,70℃连续工作,光功率输出大于1.3mW,外微分量子效率50％,比接触电阻3.6-4.8×10~(-5)Ωcm~2,光谱为极好的单纵模,远场辐射θ_2～15°,θ_1～15°-30°,耦合效率高达90％。     

λ=1.56μm可调谐双波导(TTG)DFB激光器的制作和激射特性

本文介绍了可调谐双波导(TTG)DFB激光器的工作原理和制作工艺。TTG-DFB激光器是一种新型单频可调谐激光器,它只需单一的控制电流就能达到很宽的连续调谐范围。采用首批做出尚未进行优化的器件,已经获得室温下12～18mA很低的CW阈值电流,在60mA的调谐电流下,连续调谐范围达到1.5nm,光谱线宽低至20～30MHz。在整个调谐范围内,阈值电流和光谱线宽变化很小。     

外色散腔单模可调谐半导体激光器

在专题实验的基础上研制成外色散腔单模可调谐半导体激光器,其波长为0.8μ,线宽小于50 MHz(受仪器分辨率限制),单模稳定时间≥20分钟,输出功率>1 mW(受器件热沉结构的影响),调谐范围>200。     

2GHz线性输出1.5W硅微波功率晶体管研究

本文介绍双极型晶体管在大信号工作时由于器件内部存在着非线性效应使得输出特性产生了非线性畸变。为了改进器件线性性能,我们采取基区高浓度掺杂,薄而高掺杂的外延层材料提高了器件大电流性能。已研制的器件其参数在2GHz下,P_(-1)≥1.5W、线性增益G_p≥7dB、动态线性范围≥20dB,η_(-1)≥40％。     

工作在1.5μm波长的调幅单纵模半导体激光器的动态线宽

我们测量了工作在1.5μm波长和50～800MHz范围内经大信号调幅的单纵模半导体激光器的频率线性调频脉冲特性。解理耦合腔(C~3)和GRIN条型外腔激光器的测量表明波长线性调频脉冲是大的,它对超高毕特速率、长距离光纤系统产生不良影响。     

高性能单纵模工作的InGaAsP/InP DFB—DC—PBH激光器

本文报导了具有双沟道平面隐埋异质结的InGaAsP/InP分布反馈激光器(DFB—DC—PBH LD′S)的激射特性,这种激光器具有端面倾斜和抗反射(AR)涂层结构。1.3μm波段的DFB—DC—PBH LD′S在室温时达到了超过55mw的高功率CW单纵模(SLM)工作和超过105℃时的高温度CWSLM工作,而在2Gb/s高速直接调制下得到了稳定的SLM工作。1.5μm波段的DFB—DC—PBH LD′S也显示出了极好的DFB激射特性,例如高于20mw的输出功率和超过75℃的高温CW SLM工作。也研究了1.3μmDFB—DC—PBH LD′S在实验中所得到的DFB—SLM工作,结果表明这种器件对光纤通信系统的实际应用带来了很大的希望。     

用氧化镉(CdO)为发射区的InGaAsP/InP双异质结晶体管

本文提出和研制了一个新型的InGaAsP/InP双极型晶体管.在单片集成电路中它能与1.55μmInGaAsP/InP双异质结激光器共容而组成一个晶体管-激光器器件.该晶体管的主要特点是采用氧化镉(CdO)薄层作为器件发射区,由InP组成收集区而形成NpN双异质结晶体管.测量结果表明晶体管能双向工作,测得的正向共发射极电流增益为40(V_(CE)=5V,Ic=1mA),反向增益为8(V_(CE)=1.5V,Ic=100μA).文中还给出了h_(fe)—I_c特性和晶体管CdO-InGaAsP发射结的伏安特性.     

双面微解理InGaAsP短腔激光器

本文从多模速率方程出发,推导了以注入电流比 I/I_(th)表示的单模工作下限与腔长 L、腔面反射率 R 的关系式;采用微解理技术,研制了具有双面微解理腔面的短腔 InGaAsP 半导体激光器。器件的激射波长为1.3μm,在一定的注入后,呈现单纵模工作。微解理技术的实现,为今后研制复合腔激光器和光集成器件提供了一条途径。     

40微秒声表面波色散延迟线的研制

本文是40μs声表面波色散延迟线的研制总结.介绍了设计考虑、性能预计和测试结果.在ST水晶基片上制作了共线型双色散双加权的色散延迟线.器件中心频率30MHz,色散带宽2.5MHz,脉冲压缩旁瓣抑制30dB以上,主瓣-4dB宽度0.6μs,主瓣底部宽度1.6μs,并在-55—+85℃范围满足全部性能指标.最后对匹配问题进行了讨论.     

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。     

自对准结构InGaAsP/InP双异质结构激光器

本文研究了一种横模稳定的InGaAsP/InP双异质结构(DH)激光器的器件参数,即各层的厚度和条宽,这种激光器称为自对准结构(SAS),发射波长为1.3μm。为了控制平行于结平面的横模以及为了在高温下能稳定工作(尽管阈值电流对温度很灵敏),得出最佳条宽为7μm。 SAS激光器显示出稳定的基横模和接近单纵模的工作特性,并且直到3GHz有平坦的频率响应特性,范围在±5dB内。在老化试验中,温度提高到50℃和70℃,在恒定光功率条件下,所有样品都已工作了10000多小时,驱动电流没有明显变化。在50℃,5mW/端面恒定功率条件下的样品,5000小时期间驱动电流增加的平均速率为3.1×10~(-6)/hr。这个数值与GaAlAs/GaAs DH激光器相比几乎一样。在老化试验期间未观察到基横模分布上的变化。     

分段压缩-平面复合腔激光器的纵模-温度锁定效应

本文分析了复合腔半导体激光器波导的非连续性对纵模阈值增益的影响.复合腔对传输光模的干涉效应使有效反射率R_(eff)~2和激光器的阈值增益随波长有一定的分布,当温度变化增益峰移动时,一些邻近模式间的跃变被抑止,这就增加了激光器以稳定的单纵模输出的温度范围.在我们研制的分段压缩-平面复合腔激光器(SCP)中初步观察到了这一效应.纵模温度锁定的范围为 4℃.在这一温度区间,激射波长随温度的变化率分别为 0.6A /℃(21-25℃)和0.2A/℃(35—39℃).     

DFB激光器的高稳定宽带锁频方案设计和实现

提出了一种可用于两台半导体分布反馈(DFB)激光器的高稳定宽带锁频方案,高稳定光频锁定范围可覆盖50MHz至11GHz.通过测量和计算得出两台DFB激光器的光频差与目标频率之间的误差,然后基于比例-积分-微分(PID)控制算法反馈控制其中一台DFB激光器的温度和电流,分别粗调和微调其输出光频率,最终实现两台激光器的光频差锁定.实验结果表明,在连续工作2小时内宽带锁频稳定度的均方根误差优于5MHz,接近理论极限.     

基于石英玻璃掺铥光纤的单纵模DBR光纤激光器的研制

研制了一种具有频率调谐功能的2μm波段分布Bragg反射(DBR)型单纵模光纤激光器。该激光器基于石英玻璃单模掺铥光纤和793 nm半导体激光器泵浦源,其光电器件分离集成在1U机箱内。通过内置压电陶瓷(PZT),可实现对激光频率的快速调谐，调谐范围约6 GHz;通过TEC温度控制,可实现对激光频率在29 GHz范围内无跳模调谐。单纵模激光输出功率为18.2 mW,输出激光信噪比大于60 d B,泵浦转换效率达27%。该激光器样机可望在高分辨光谱、量子信息以及非线性频率变换等领域发挥重要作用。     

1.5μm波长范围室温连续波工作的DFB-BH GaInAsP/InP激光器

1.5μm波长范围的分布反馈隐埋异质结构(DFB-BH)GaInAsP/InP激光器在热沉温度高达310K下实现了连续工作。得到了300K下55mA的阈值电流以及单纵模工作。