大功率GaAs基半导体激光器腔面膜一次性制备技术

大量研究表明,大功率半导体激光器失效的一个主要表现就是半导体激光器的腔面退化,而空气中的灰尘与腔面氧化变质是其主要诱因。使用了新型的镀膜机真空室内180°自翻转机构制备半导体激光器腔面膜,大大降低半导体激光器腔面在大气条件下的暴露时间。从过程上直接降低自然氧化物和杂质产生的几率,减少腔面自然氧化物的诱导缺陷和杂质的非辐射复合中心。从大功率半导体激光器腔面膜一次性制备实验的结果表明,该技术制备的半导体激光器外推寿命对比常规实验提高了12.56%,同时还有效的提高了器件的最大输出功率。     

GaAs基大功率半导体激光器无氧解理钝化技术研究

大功率半导体激光器失效的一个主要原因是半导体激光器的腔面退化,由于空气中解理时氧化而引起。针对性地设计了一种与磁控溅射台配合使用的惰性载气保护条件下的无氧解理操作台。采用磁控反应溅射腔面SiNx钝化膜工艺,获得了最高输出功率比未镀膜的器件高65.7%,比湿法钝化技术的器件提高约21%的器件。证明无氧解理SiNx钝化技术是一种有效的减少腔面界面态,提高大功率半导体激光器COD阈值的技术手段。     

二极管泵浦固体激光器实用化研究

对二极管泵浦固体激光器实用化样机采取调节锁定等固化技术，使二极管泵浦固体激光器一体化．实验测量了二极管泵浦固体激光器样机在不同环境下的性能，结果显示该样机能实用于各种环境．从理论设计和实验上解决了二极管泵浦固体激光器实用工程化的几个难点．     

808nm大功率量子阱激光器腔面镀膜实验研究

用实验方法研究了高反射和减反射薄膜对808nm大功率量子阱激光器光电性能参数的影响,发现腔面镀膜能够显著提高激光输出功率、斜率效率和电光转换效率,可以对激射波长进行微调,是改善器件性能的一种重要手段.     

光幕靶弹着点坐标测量方法

为了提高激光光幕靶对弹着点的测量精度,提出了一种弹着点测量的新方法,该系统是由发散角为10°的扇形激光器和光电二极管阵列组成的双侧发射——接收光幕。高速飞行的子弹在穿过光幕的瞬间会遮挡激光器发出的光,使对应的光电二极管接收到的信号产生相应变化,通过分析产生变化的信号就可求得弹着点的坐标。与传统的单侧发射——接收测量方式相比,可有效减少由光电二极管排列间隔带来的误差,提高测量精度。给出了系统工作原理及弹丸坐标的计算方法,并进行了弹丸直径为7.62mm的射击实验,结果表明该方法可显著提高弹丸坐标的测量精度。     

LD抽运热容激光器介质内温度分布研究

采用有限元法及光线追迹法，计算得到二极管抽运固体热容激光器介质不周截面内抽运光分布及瞬态的温度三维分布，计算同时考虑了二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及介质内不均匀分布的内热源．对二极管抽运单片Nd：GGG热容激光器的实验装置，得到1．49kW的平均功率激光输出和24．1％的光-光转换效率，1．2s后，介质端面中心处温度为81℃，模拟结果为78．1℃．     

半导体激光器温度效应对调频体制激光雷达的影响分析

半导体激光器的输出光功率受温度的影响较大,当工作在平衡温度时,其输出光功率受动态平衡温度调制,给调频体制激光雷达测量性能带来影响。分析了温度、阈值电流、斜率效率三者之间的关系,并通过构建的测量系统测量了50 mW半导体激光器的光功率输出特性,根据理论和实验结果分析了其对调频体制激光雷达的影响。     

相位补偿对大功率激光远场特性的改善

智能材料研究中常常使用大功率激光对材料进行表面处理，为了改善大功率激光的远场分布特性，在研究中使用了与场型分布相匹配的相位补偿板。针对科研中激光器的平行平面腔和矩形球面腔，分析了激光横模TEMm0相位补偿后的远场分布。理论分析与实验结果都表明，相位补偿使远场分布特性有本质的改进。     

VCSEL氧化物限制工艺研究

介绍了研制垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)核心技术之一,氧化物限制工艺,讨论了温度与氧化速率之间的关系.     

基于PID控制和遗传算法的半导体激光器温控系统

为了实现半导体激光器温度的精确控制,设计了将PID控制与遗传算法相结合的高精度温度控制系统.该系统使用热敏电阻与光电二极管进行测量和反馈半导体激光器的温度值,并用热电制冷器作为温控执行器,构成了双闭环控制系统,提出了利用遗传算法在线优化PID参数的方法,根据实时测量偏差、控制器输出和上升时间构建函数作为待优化的性能指标,从而动态调整控制器的参数.结果表明,系统能够实现高精度的温度稳定控制,稳定度达到0.027%,温度偏差为0.002℃,控制效果优于传统的PID控制,具有较好的应用价值.     

基于光栅外腔的高功率半导体激光阵列谱合束研究进展

半导体激光器与其他类型激光器相比具有寿命长、效率高和波长范围广等优点,使其成为现代激光领域的重要组成部分。输出功率和光束质量是判断半导体激光器优劣的两大关键指标,但半导体激光器的特殊原理和结构决定了它在追求高功率的同时光束质量会劣化,导致其应用范围受限。谱合束技术被证明是解决该问题的关键技术之一,但目前仍然存在光功率和光束质量退化等问题;因此,如何获得高亮度合成光束成为国内外研究热点。针对外腔谱合束技术,本文首先介绍了半导体激光阵列和叠阵,总结比较了应用于谱合束技术的3类光栅,阐述了光栅外腔法谱合束技术的基本原理,概括了国内外高功率半导体激光阵列谱合成技术的研究进展和现状,分析讨论了导致合成光束质量劣化和合束功率耗损的因素,展望了高亮度半导体激光器的发展前景。本研究有助于推动高亮度半导体激光器直接光源的进一步发展。     

二级管泵浦Nd:YAG倍频蓝光激光器

采用二极管尾端泵浦Nd:YAG激光器产生了946nm波长振荡。在谐振腔内放入KNbO3晶体,室温条件下得到了稳定的蓝色连续波激光,输出功率达1mW。     

Characteristics of InGaN multiple quantum well blue-violet laser diodes

Studies on InGaN multiple quantum well blue-violet laser diodes have been reported. Laser structures with long-period multiple quantum wells were grown by metal-organic chemical vapor deposition. Triple-axis X-ray diffraction (TAXRD) measurements show that the multiple quantum wells were high quality. Ridge waveguide laser diodes were fabricated with cleaved facet mirrors. The laser diodes lase at room temperature under a pulsed current. A threshold current density of 3.3 kA/cm2 and a characteristic temperature T0 of 145 K were observed for the laser diode.     

半导体激光器稳功率控制系统的设计

本文介绍了一种基于单片机实现半导体激光器功率高稳定的控制系统.该系统以MSP430单片机为核心,根据半导体激光器的工作原理,设计了受控恒流源,温度控制系统,光功率反馈系统等部分.本系统还具有激光功率的实时控制、显示和设置、软开关和软保护等能,稳定度优于0.12%.     

基于多波长合束技术的光纤耦合模块设计

高功率激光器是一个发展趋势,而单独芯片半导体激光器很难实现大功率输出。基于合束技术中的波长合束原理,应用ZEMAX软件设计出大功率光纤耦合模块。多波长合束技术能够有效提高激光功率,同时不影响光束质量。应用24支输出功率12W,波长分别为915nm、940nm、976nm的半导体激光器,耦合进芯径100μm/0.22的光纤中。输出功率达到284.5W,耦合效率达到98.7%,亮度达到115.3MW/cm~2-str。通过Solid Works软件和ANSYS软件优化分析耦合模块热沉结构,得到有效散热的新热沉模型,优化后模块最高结温下降1℃左右。     

高精度半导体激光器温度控制系统技术研究

本文给出了一种利用高信噪比的运算放大器与半导体制冷器设计的激光光源电路驱动系统,以及半导体激光器的稳定度实验测量结果。实验证明,本驱动系统能为半导体激光器提供高稳定度的恒温控制（ATC）,温度控制精度可达0.01℃,波长控制精度可达0.1nm,而且提高了半导体激光器的使用寿命和输出波长的单一性。     

实用半导体激光电源的研制

分析了半导体激光器的特性及损坏的各种原因，介绍了一种实用的半导体激光电源，该电源已成功地应用于我们研制的光纤测温仪中。     

光源振动实现激光自混合干涉外腔调制

从外腔长度高频调制的自混合干涉信号解调出外腔反射面低频振动信号的波形。为了实现外腔长度相对外腔反射面振动的高频调制,提出一个激光源振动方案,将激光二极管模块安装在长约23 mm,直径约13 mm的电磁激励振子上,用正弦信号激励电磁振子驱动激光源做振幅约四分之一波长,频率约7 kHz的正弦振动。采用傅里叶变换相位解包裹方法和数字信号处理从自混合干涉信号中解调出正弦波、三角波和方波激励外腔反射面振动的信号波形,最小可分辨振幅约0.02波长的振动波形。正弦振动的激光源的光束强度或偏振方向不随调制信号变化,优于外腔中插入相位调制器件的方法。实验测量表明,激光源正弦振动可以实现激光自混合干涉的外腔调制。     

半导体激光器高精度温度控制系统的设计

温度对半导体激光器的特性有很大的影响，在要求半导体激光器输出稳定的波长情况下，必须对其温度进行高精度控制。文中介绍了半导体激光器的高精度温度控制原理和方法，详细给出了温控系统的机械结构和致冷器的控制电路。该系统可以达到０．０２℃的控制精度。