新型隧道带间级联双波长半导体激光器

提出了通过隧道带间级联实现半导体激光器有多个激射波长的新型物理思想 ,并以GaAs为隧道结 ,InGaAs应变量子阱为有源区 ,利用金属有机物化学气相沉积 (MOCVD)生长了含有两个有源区的双波长半导体激光器。制备了 90 μm条宽的脊型波导器件结构 ,测试得到了能同时激射 95 1nm和 986nm两个波长的双波长半导体激光器 ,腔面未镀膜时的斜率效率达到了 1 12W A ,垂直远场为基模 ,水平方向发散角为 10° ,垂直方向发散角为 36°。     

大功率体光栅外腔半导体激光器的输出特性

宽条形大功率半导体激光器(LD)存在光谱温漂系数大、光谱宽度宽的缺点,为了改善宽条形大功率半导体激光器的光谱特性,采用一种体光栅(VBG)离轴外腔方法实现了宽条形大功率半导体激光器光谱特性的明显改善和高效率工作.宽条形半导体激光器的外腔结构主要包括激光器输出光束的快、慢轴准直光学透镜和离轴放置的体光栅.宽条形半导体激光器的激射条宽为100μm,当激光器工作电流为4.0 A时,外腔激光器的输出功率高达3.4 W,斜率效率为1.0 W/A,光谱宽度由自由出射条件下的2~3 nm减少为0.2 nm,峰值波长的温漂系数小于0.015 nm/℃.     

808nm波长高功率阵列半导体激光器

报道了采用MBE外延生长方法制备的叠层阵列CW工作型高功率半导体激光器。激光器的生长结构采用经过优化的单量子阱渐变折射率分别限制波导结构 ,激光器芯片结构为标准的CM条 ,注入因子设计为 6 0 %。叠层装配采用了具有高效散热能力的水冷结构。经初步测试 ,叠层器件的阈值电流为 12A ,直流 30A驱动电流下的输出功率达 40W ,斜率效率为 2 2W /A。器件中心激射波长为 810nm ,光谱宽度 (FWHM )为 6nm。     

连续波工作高功率应变单量子阱半导体激光器

利用金属有机化合物气相淀积 ( MOCVD)技术成功生长了 In Ga As/Ga As/Al Ga As分别限制应变单量子阱材料 ,用该材料制成的单管半导体激光器在室温下连续波输出功率高达 2 .36 W,中心激射波长为 94 4nm,斜率效率高达 0 .96 W/A,阈值电流密度为 177.8A/cm2。该波长的半导体激光器是 Yb:YAG固体激光器的理想泵浦源。     

808 nm大功率无铝有源区非对称波导结构激光器

采用分别限制非对称波导结构,将光场从对称分布变为非对称分布,降低了载流子光吸收损耗,并允许p型区具有更高的掺杂水平,从而使器件电阻降低.对GaAsP/GaInP张应变单量子阱(SQW)非对称波导结构激光器的光场特性进行了理论分析,设计了波导层厚度,并制作了波长为808 nm的无铝有源区大功率半导体激光器.器件综合特性测试结果为:腔长900μm器件的阈值电流密度典型值为400 A/cm2,内损耗低至1.0 cm-1;连续工作条件下,150μm条宽器件输出功率达到6 W,最大斜率效率为1.25 W/A.器件激射波长为807.5 nm,平行和垂直结的发散角分别为3.0°和34.8°.20~70℃范围内特征温度达到133 K.结果表明,分别限制非对称波导结构是降低内损耗,提高大功率半导体激光器特性的有效措施.     

940 nm 20%占空比InGaAs/AlGaAs大功率LD线阵

采用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术,制作了AlGaAs/InGaAs/GaAs大功率20%占空比半导体激光器.采用良好的封装方式,激光器直接封装在高效导热载体上,对载体水冷散热,在脉冲频率500 Hz,脉冲宽度400 μs下,驱动电流105 A时输出功率高达90.6 W,最高电-光转换效率42.3%,斜率效率0.94 W/A.器件中心激射波长941.8 nm,光谱半高全宽3.3 nm.     

大功率GaInP/AlGaInP半导体激光器

制备了大功率实折射率GaInP/AlGaInP压应变分别限制量子阱激光器.所用外延材料在15°偏角的GaAs衬底上由有机金属气相外延一次外延生长得到.制备的激光器具有双沟脊波导结构,条宽和腔长分别为3和900μm,前后端面分别蒸镀5%的增透膜和95%的高反膜.分析了室温连续激射时激光器的光电输出性能.阈值电流的典型值为32mA,光学灾变阈值为88mW,功率为80mW时的工作电流为110mA,斜率效率为1W/A,串联电阻为3Ω.基横模光输出功率可达60mW,60mW时的平行结和垂直结的远场发散角分别为10°和32°,激射波长为658.4nm.器件的内损耗为4.1cm-1,内量子效率达80%,透明电流密度为648A/cm2.     

80mW红光半导体激光器

三洋电机公司研制成应用于记录型 DVD脉冲输出 80 m W的单横模红光半导体激光器。过去大部分同类器件的输出为 5 0～ 6 0 m W,部分用于 RAM的器件输出为 70 m W。用于追记型 DVD- R和可重写型 RW、RAM系统的器件 ,数据写入速度是过去的 2倍。该半导体激光器的激光出射端面透明不吸收光 ,为防止端面破坏采用特殊结构。由于大幅度降低波导内的光吸收 ,因而提高了发光效率 ,降低了工作电流。输出 80 m W时的工作电流为 140 m A,振荡波长为 6 6 0 nm。80mW红光半导体激光器@车会生…     

大功率GaInP/AlGaInP半导体激光器

制备了大功率实折射率GaInP/AlGaInP压应变分别限制量子阱激光器.所用外延材料在15°偏角的GaAs衬底上由有机金属气相外延一次外延生长得到.制备的激光器具有双沟脊波导结构,条宽和腔长分别为3和900μm,前后端面分别蒸镀5%的增透膜和95%的高反膜.分析了室温连续激射时激光器的光电输出性能.阈值电流的典型值为32mA,光学灾变阈值为88mW,功率为80mW时的工作电流为110mA,斜率效率为1W/A,串联电阻为3Ω.基横模光输出功率可达60mW,60mW时的平行结和垂直结的远场发散角分别为10°和32°,激射波长为658.4nm.器件的内损耗为4.1cm-1,内量子效率达80%,透明电流密度为648A/cm2.     

940 nm无铝双量子阱列阵半导体激光器

分析了影响列阵半导体激光器极限输出功率的因素。利用MOCVD研制了无铝双量子阱列阵半导体激光器。无铝列阵激光器的峰值波长为 940 2nm ,半峰宽为 2nm ,连续输出功率为 10W ,斜率效率为 1 0 9W A。     

高功率激光二极管抽运Nd:YAG连续双波长激光器

通过双波长理论计算确定了双波长运转时腔镜介质膜在不同波长的最佳透射率以及激光腔内不同波长的衍射损耗，最终利用四腔镜双谐振腔结构实现了激光二极管（LD）侧面抽运Nd：YAG激光器在1064nm和1319nm的双波长同时连续运转，并分析了激光腔长与双波长激光输出功率比值之间的关系以及抑制1338nm等其他波长运转的方法。在抽运功率为500W时，实现了平均功率超过45W的连续激光输出，1064nm和1319nm单一波长连续输出功率均超过20W。两波长输出的光束质量因子M^2分别为32和39。输出功率不稳定性均小于5％。     

产生太赫兹辐射源的Nd:YAG双波长准连续激光器

产生太赫兹波辐射的方法可分为电子学和光子学两大类.在光子学领域,非线性光学差频方法是获取高功率、低成本、便携式、室温运转太赫兹波的主要方法之一.实验研究了激光二极管(LD)端面抽运Nd:YAG1319 nm/1338 nm双波长准连续线偏振运转激光器,理论计算了输出双波长在非线性晶体DAST(4-N,N-dimethylamino-4'-N-'methyl-stilbazolium tosylate)中差频产生太赫兹辐射的平均功率.在重复频率50 kHz时,双波长激光平均输出功率达到2.22 W,斜率效率12.72%,线偏振度0.983,脉冲宽度71.91 ns.M2因子仅为1.165,不稳定性小于0.487%.根据非线性差频理论,计算出可在1 mm厚DAST晶体中获得4.71 mw的3.23 THz高相干性太赫兹波辐射.这两条非常接近的谱线为进一步通过非线性光学差频方法获得高相干性太赫兹波提供了理论基础.     

A tunable dual-wavelength erbium-doped fiber ring laser using a self-seeded Fabry-Perot laser diode

A tunable dual-wavelength erbium-doped fiber ring laser using a self-seeded Fabry-Perot laser diode (FP-LD) is proposed and demonstrated. By adding an FP-LD incorporated with a tunable bandpass filter within the ring cavity, the fiber laser can lase two wavelengths simultaneously because of the self-seeded mechanism. This dual-wavelength output exhibits a good performance having the optical side-mode suppression ratio over 31 dB. The wavelength-tuning range of this tunable dual-wavelength fiber laser can be up to 9 nm.     

激光二极管抽运Nd:YAG晶体间歇振荡双波长激光器

报道了激光二极管(LD)侧面抽运Nd:YAG晶体间歇振荡1064 nm和1319 nm双波长激光器。采用间歇振荡技术,可有效地控制上能级的反转粒子数,避免激光振荡谱线之间的双波长竞争效应,而且对输出镜镀膜精度的要求大大降低,稳定的间歇振荡双波长激光输出较容易获得。两声光间的延迟时间连续可调,因此可以通过调节延迟时间来改变双波长激光的输出功率之比。在抽运电流为22 A,声光重复频率为4 kHz,延迟时间为10 μs时获得1319 nm激光偏振输出功率6.2 W,1064 nm激光偏振输出功率5.1 W。根据间歇振荡双波长激光器的四能级速率方程模型进行了数值计算和分析,理论结果与实验相符。     

Nd:GYSGG/YVO4双波长人眼安全波段内腔拉曼激光器

以Nd:GYSGG晶体为激光增益介质,a切割YVO4晶体为拉曼增益介质,利用Nd:GYSGG晶体的双波长激光运转特性实现声光调Q 1.5 m人眼安全波段双波长内腔拉曼激光器。为克服Nd:GYSGG晶体严重的热透镜效应对激光器功率的限制,实验确定其同带泵浦吸收峰位置及吸收系数,采用同带泵浦方式减轻热效应。吸收882.9 nm泵浦光功率17.1 W时,在20 kHz的脉冲重复频率下获得1.44 W的1.5 m双波长输出,转换效率8.4%,光束质量因子M2=2.4;棱镜分光测得其中1 497 nm和1 516 nm功率分别为0.55 W和0.89 W,二者脉冲宽度相近,均为15.3 ns左右。与808 nm传统泵浦相比,同带泵浦方式下激光器的输出功率及光束质量均得到明显提升。     

A 3.63 W Nd：YVO4 orange-yellow laser with intracavity sum-frequency mixing

A design of laser-diode array (LDA) end-pumped Nd:YVO4 laser that generates simultaneously wavelengths of 1064 nm and 1342 nm is presented, and by using type-I critical phase matching (CPM) of BiB3O6, 593.5 nm continuous-wave (CW) laser is obtained with intracavity sum-frequency mixing. The maximum laser output power can reach 3.63 W with the pump power of 27.5 W. The optical-to-optical conversion efficiency is up to 13.2%, which is the highest value at 593.5 nm by the intracavity sum-frequency ...     

千瓦级高光束质量半导体激光线阵合束光源

低光束质量严重限制了大功率半导体激光器的应用,为了满足日益增长的工业和国防领域应用需求,发展兼具高功率和高光束质量激光输出的半导体激光光源具有重要意义。采用线阵合束方式集成20个传导热沉封装半导体激光单元,结合斜45°柱透镜阵列整形方法和准直技术,直接均衡激光束快慢轴方向的光斑和发散角,通过波长合束和偏振合束,研制出一种可实用化、连续输出功率1030W、快慢轴方向光参量积分别为18.3mm.mrad和17.7mm.mrad、最大电-光转换效率44%的808nm和870nm双波长半导体激光合束光源,实现了高效率、高功率和高光束质量激光输出,可作为直接光源应用于工业和国防领域。     

瓦级546.3nm全固态腔内和频激光器

为了获得瓦(W)级546 nm波段的连续激光输出 ,采用高功率激光二极管(LD)端面泵浦Nd:YAG激光晶体,通过谐振腔反射镜膜系的特殊设计,在单通道双共振腔 内获得Nd:YAG激光器的1073.8nm和1112.1nm两条谱线同时运转,并通过在腔内插入非线 性 光学晶体三硼酸锂(LBO)进行腔内和频,获得546.3nm绿光连续输 出。当抽运光功 率为24W时,输出的546.3nm绿光功率高达1.58W,其光-光转换效 率为6.6%。调节LBO 方位角,还可以分别获得1073.8nm和1112.1nm的倍频光537nm和556nm输出。     

2μm激光晶体Ho:YAP理论及实验分析

介绍了一种适合于掺杂Ho3+的激光基质,Ho:YAlO3(Ho:YAP)。这种基质相对于现阶段常用的Ho:YAG、Ho:YLF、Ho:GdVO4有着较为明显的优势,吸收谱线较宽、吸收截面大、各向异性、生长周期短、输出功率不易饱和等。通过计算证明了Ho:YAP作为激光晶体的可能性,并实验研究了Ho:YAP这种新激光晶体的输出特性。当注入Tm:YLF的功率为15.6 W时,得到8.57 W连续输出的、波长为2 118 nm的Ho:YAP激光。斜率效率达到63.7%,Tm:YLF到Ho:YAP的转换效率为54.5%,光束质量因子M2为1.39。     

A continuous 1 052 nm and 1 061 nm dual-wavelength Nd:YAG laser

Exploiting a specially designed Fabry-Perot filter as output coupler, a continuous 1 052 nm and 1 061 nm dual-wavelength laser is realized. The threshold, slope efficiency and maximum power of the 1 052 nm and 1 061 nm dual-wavelength laser are 2.55 W, 17.5% and 571 mW, respectively. The competition and coexistent relationships between 1 052 nm, 1 061 nm and 1 064 nm are analyzed. Involved non-degenerate Stark energy level structures are used to classify dual-wavelength lasers. According to this method, dual-wavelength lasers can be classified as different upper and lower non-degenerate Stark energy levels, the same upper but different lower Stark energy levels, different upper but the same lower Stark energy levels. Representative Nd:YAG dual-wavelength lasers are classified according to this criterion. It is found that the realization of front two type lasers is easy and that of third type lasers is challenging. This method can be used as a level of difficulty reference for the realization of dual-wavelength lasers.