全光非线性光孤子通信（续）

全光非线性光孤子通信（续）钟卫平，陈国定（广东省惠州市邮电局）３．２光孤子源技术为了与超低损耗（０．２ｄＢ／ｋｍ）光纤匹配，激射波长在１．１－１．５５μｍ附近的气体激光器、液体激光器、固体激光器（特别是半导体激光器）的研究相应有了很大的发展，目前已付...     

信息

微型激光器的一个新家族Ｄａｒｍｓｔａｄｔ技术大学、法兰克福大学和Ｍａｉｎｚ微型技术研究所的一批德国科研人员推出了固态微型激光器的一个新家族。这些微型激光器以主－客的方式构成的材料为基础。要把激光器压缩到几个波长的大小是很困难的,因为减小的增益补偿不了耦合损耗,但是要发射激光增益的量必须要能补偿损耗。到目前为止只有像半导体这种激光介质才能减小到几微米,现在的任务是以其它的材料为基础减小激光器的尺寸。Ｄａｒｍｓｔａｄｔ技术大学的一个研究小组用沸石晶体制成的微型激光器是很独特的,因为要达到激光发射的条…     

GaInAs/AlInAs量子阱激光器特性--价带间光吸收对微分量子效率和特征温度的影响

计算和分析了晶格匹配ＧａＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ半导体量子阱激光器（ＱＷＬ）中的价带间光吸收系数及其对微分量子效率（η０）和特征温度（Ｔ０）的影响。结果表明,价带间光吸收系数随带隙增加而减小,随温度和载流子浓度增加而增加,其所引起的阈值和出光微分量子效率的变化趋势虽然与实验观察到的相类似,但数值上却不起明显的作用。因此,价带间光吸收这种温敏光子损耗机制对长波长半导体激光器的温度效应不可能起主要的作用。     

1967～2033 nm波段硅基可调谐外腔半导体激光器设计与仿真

2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅（SOI）平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967～2033 nm)。     

飞兆全新器件提高感应加热应用的效率

飞兆半导体公司推出全新1200V Field Stop Trench IGBT系列器件FGA20N120FFD和FcAl5N120FTD,为电磁感应加热应用的系统设计人员提供了高效的解决方案。这些IGBT同时采用Field Stop（场截止）结构和抗雪崩的Trench gate（沟道栅）技术,可在传导损耗和开关损耗之间提供最佳权衡,从而获得最高的效率。与传统的NPT-Trench IGBT器件相比,FGA20N120FTD可减小25％的导通损耗、8％的开关损耗,并大幅降低系统工作温度。由于冷却要求降低,系统可靠性得以增强,系统总成本减小。这些器件还内置了专为零电压开关（ZVS）技术而优化的快速恢复二极管（FRD）,进一步提高了可靠性。     

高性能半导体激光器电源系统设计与研究

半导体激光器作为一种高效率、高稳定性的光电器件,其驱动电源的性能直接影响半导体激光器输出特性以及使用寿命。为解决半导体激光器输出功率的稳定性以及鲁棒性等问题,研制一种具有高效率、低纹波、抗干扰能力强的半导体激光器驱动电源。首先,提出一种减小元器件电流应力的LCC谐振腔参数设计方法,通过数学模型建立配合实验分析,采用变频移相复合控制策略和线性自抗扰控制算法,提高了半导体激光器电源效率,减小了器件的电流应力和开关的导通损耗,同时具有较好的抗干扰能力,对于高性能半导体激光器的驱动电源系统的设计具有一定的指导意义。最后,仿真与实验的结果表明,该电源在输出电流0～40 A范围内连续可调,电流纹波<0.8%,工作效率最高可达92%,具有稳定性高、纹波小、效率高、成本低以及鲁棒性较好等特点。     

半导体激光器到单模光纤的高效耦合技术

本文在阐述了半导体激光器到单模光纤的耦合损耗来源之后，对几种典型的耦合技术作了较为详细的分析和比较，明确了增大数值孔径、减小系统球差和椭圆度校正三个主要因素对进一步提高耦合效率的意义。最后，探讨了耦合技术的发展前景。     

基于半导体光放大器交叉增益调制效应的主动锁模光纤激光器

提出一种腔内损耗小的基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制效应(XGM)的主动锁模光纤激光器结构。使用光环行器成功减小了激光器的腔内损耗,提高了激光器的输出功率。从理论上对有理数谐波锁模过程中腔内脉冲复合的物理机制进行了详细分析。利用有理数谐波锁模技术,在调制频率为10 GHz下,得到了重复频率为30 GHz的皮秒级光脉冲序列输出,其峰值功率约0.5 mW。由于半导体光放大器的宽增益谱与滤波器的较大可调谐范围,使得激光器输出可以在较大的波长可调谐范围内保持较大功率输出。成功实现了调制频率为20 GHz的谐波锁模短光脉冲输出,可调谐范围达40 nm,峰值功率大于0.65 mW。半导体光放大器和激光器的短腔长保证了激光器的长期稳定性。     

东芝公司研制成77K振荡的兰绿色半导体激光器

东芝公司研制成７７Ｋ振荡的兰绿色半导体激光器日本东芝公司已制成在７７Ｋ（－１９６℃）振荡的兰绿色半导体激光器。观察到激光器波长５０９ｎｍ、１／１０００秒的发光，最大输出功率为３００ｍＷ。因结构采用红色半导体激光器的部分结构，激光器振荡所需的电压约为１...     

半导体增益介质对MSM 等离子体波导的传输损耗补偿研究

为了深入地研究在紫外波长范围内利用增益介质补偿等离子传输损耗,设计了具有半导体增益介质的金属-半导体-金属（Metal-Semiconductor-Metal,MSM）等离子体光波导结构。基于时域有限差分法（FDTD）,对该波导结构的传输损耗、有效折射率随几何结构的依赖关系进行了分析。进一步研究了利用II-VI 族半导体ZnO 作为增益介质时的无损传播条件。结果表明,当ZnO 宽度为80 nm 时,MSM 等离子波导可以实现紫外波长范围的无损传播;当ZnO 宽度大于80 nm 时,传播增益明显大于损耗,可以实现等离子极化波的传播放大,为表面等离子体基元纳米激光器技术提供理论依据。     

半导体激光器驱动电路设计

设计了一种半导体激光器驱动电路,论述了半导体激光器的构造及其电路原理,阐述了半导体激光器驱动电路中恒流电路与恒压电路的工作原理与设计思路.通过在电路设计中增加恒压电路模块,有效地降低了半导体激光器的功耗.     

Analysis of signal voltage in a semiconductor ring laser gyro

It is expected that a semiconductor ring laser is useful as a gyro because of its tiny size. Here, we propose to use as signals voltage changes in a semiconductor ring laser corresponding to rotation. These changes in the voltage during rotation are caused by an interference of clockwise and counterclockwise laser beams inside the ring cavity. In this paper, these signal voltages are analyzed for the first time by using rate equations, It is shown that the signal voltages saturate with an increase in the injection current into a semiconductor ring laser if gain saturation is neglected. When gain saturation is considered, there exists an optimum injection current to obtain a signal voltage as large as possible. To confirm validity of this analysis, a signal voltage below laser threshold is compared with that of a semiconductor optical amplifier, and good agreement is obtained     

准直透镜失调对Littman-Metcalf光栅外腔激光器线宽的影响

以光栅外腔半导体激光器的理论知识为基础,对Littman-Metcalf型外腔半导体激光器的工作原理进行了说明,并详细地讨论了外腔半导体激光器的线宽压窄以及模式选择机制,采用严格的耦合理论和光线变换矩阵推导了系统结构参数对光场耦合效率影响的计算公式。同时,对影响Littman-Metcalf外腔激光器输出激光线宽的几个重要因素进行了分析,重点讨论了系统中准直透镜位置失调导致的线宽变化规律。计算结果表明:合理地控制Littman-Metcalf光栅外腔半导体激光器的外腔参数可以将中心波长为785 nm半导体激光器的本征线宽压窄四个数量级,该外腔系统中准直透镜位置失调会影响系统出射光场与经外腔反馈光场之间的耦合效率,进而影响光栅外腔半导体激光器的输出线宽。     

窄脉冲半导体激光器峰值功率测量方法研究

介绍一种利用示波器和光电转换装置同时测试窄脉冲半导体激光器的脉宽和功率的方法,主要分析了影响测量的几个因素,给出测量不确定度。该方法用示波器直接测量脉冲宽度,根据测量电压与激光脉冲功率的正比例关系,同时获得窄脉冲半导体激光器的脉宽和功率。经理论分析和试验验证均能满足对窄脉冲半导体激光器的脉宽和功率测量需要,在808～1064nm波长范围内做过多波长测量试验,测量结果令人满意。     

串联结构激光二极管群驱动电源的设计

作者介绍了一种串联结构的激光二极管群驱动电源的设计,内容包括软启动、电压-电流转换、光功率采样及放大、软件设计等部分。电源内部软硬件相结合,采用单片机和FPGA技术共同实现数字化控制,使这种串联群结构激光二极管驱动电源的系统稳定性能得到增强,串联群激光二极管的输出通过光纤耦合器进行耦合,从而获得较大的功率输出。     

大功率半导体激光器驱动电源

根据半导体激光二极管的工作特性，设计了一种以VICOR电源为功率模块，以绝缘栅双极晶体管（IGBT）为大功率变换器件的大功率激光二极管驱动电源，该驱民源电路简单，能有效地抑制电源的浪涌冲击，保证了激光二极管不受外界的电干扰。在线保护机制可实时对半导体激光器工作监控，半导体激光器的慢启动电路、温控电路保证了半导体激光器安全工作。该电源已应用于机载激光雷达样机系统中，通过一年多的使用，半导体激光二极管工作正常，性能稳定可靠。     

基于单边带调制的前馈技术压缩半导体激光器线宽

提出了一种基于电光单边带调制的前馈线宽压缩系统,该系统主要包括相位噪声检测和单边带调制两大部分。相位噪声检测部分输出一个与相位误差成比例的误差电压信号,电压信号通过线性调频作用于单边带强度调制器,实现对激光信号的调制。单边带调制器采用马赫增德尔强度调制器的结构,相当于内嵌四个相位调制器,通过相位调制达到强度调制的目的,最终得到线宽压缩的激光信号。实验针对波长为1552.52nm、功率10mW 的分布反馈（DFB）半导体激光器,通过对闭环系统的搭建与仿真,激光器的线宽从原来的0.5nm减小到0.016 nm,实现了对半导体激光器线宽的压窄。     

高功率半导体激光器电压饱和特性与器件质量

为实现对高功率半导体激光器快速,有效、无损的质量检测和可靠性筛选,对器件进行了电导数和光导数测试及分析.结果表明高功率半导体激光器的结电压饱和特性与其质量和可靠性紧密柏关.结电压饱和特性不好的器件一般都存在某种缺陷,结电压饱和特性的差异超出一定范围的同种类器件一定是质量和可靠性差的器件.因此,阈值处电导数曲线的下沉高度h值可作为器件筛选的一个判据.用模拟测馈的方法,对阵列器件和组成它的单元器件的电压饱和特性的相关性进行了研究,阵列器件的电压饱和特性与组成它的单元器件的一致性(均匀性)紧密相关.均匀性小好的器件的电压饱和特性也不好.     

976 nm高效率半导体激光器

976 nm高效率半导体激光器是这几年研究的热点,在固体激光器泵浦领域有广阔的应用。通过优化半导体激光器材料外延结构中包覆层和波导层的铝组分,降低了工作电压;通过采用微通道水冷系统,并进行优化降低了热阻,从而提高了室温下的电光转换效率。25℃室温连续测试条件下,1 cm的线阵列(巴条),2 mm腔长,50%填充因子,在110 A下,出光功率为114.2 W,电压为1.46 V,电光转换效率为71%。15条微通道封装成的垂直叠阵,进行光束整形后,获得了室温976 nm连续输出功率1 500 W,电光转换效率大于70%。     

905nm InGaAs脉冲激光二极管驱动电流特性分析与测试

为了实现高功率905nm InGaAs脉冲激光二极管激光脉冲宽度和峰值功率可调,采用现场可编辑门阵列产生触发脉冲、集成模块EL7104C作为金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动、以MOSFET为核心开关器件控制高压模块和储能电容之间充放电的方法,设计了脉冲激光二极管驱动电路,对驱动电流特性进行了理论分析和实验验证,取得了不同电容和高压条件下的电流脉宽和峰值数据,分析了具体变化关系,并以此进行了光谱和功率-电流特性测试。结果表明,影响驱动电流脉宽和峰值电流的关键因素是电容大小和充电高压,脉冲激光二极管驱动电流峰值在0A~40A、脉宽20ns~100ns时可控调节,脉冲激光二极管最大峰值功率输出可达40W,实现了脉冲式半导体激光器输出功率和脉冲宽度的可控调节。该设计与分析对近红外高功率脉冲激光器的可控驱动设计具有一定的实用参考意义。