大功率小垂直发散角980nm量子阱激光器

提出了一种新型非对称宽耦合波导结构,通过理论计算优化了结构中n型波导层和限制层厚度,并采用低压金属有机化学气相沉积方法生长了设计的器件结构.测试了器件的光电特性,1200μm腔长器件的阈值电流为590 mA,斜率效率为0.96 w/A,最大输出功率达2000mW;当注入电流为0.6 A时,其远场发散角为16.1°(θ⊥)×10.2°(θ//).实验结果表明:新型非对称宽耦合波导结构能实现器件大功率输出,有效减小器件远场垂直发散角,改善器件光束质量.     

1550 nm大功率低噪声分布反馈激光器芯片设计

设计了一种1550 nm波长分布反馈(DFB)激光器芯片,分析了有源区材料和波导结构对芯片参数的影响.分析了影响输出功率和相对强度噪声(RIN)的因素,并进行了实验对比.通过对芯片材料结构和波导结构的优化设计提升了芯片效率、降低了RIN;通过优化腔长与量子阱总增益之间的匹配参量及对光波导的优化设计,提高了芯片注入饱和点;通过提升注入水平提高了芯片输出功率.芯片测试结果显示,25℃时阈值电流为13 mA,斜率效率为0.38 W/A,输出功率为102 mW@300 mA,边模抑制比为51 dB@50 mW,RIN为-160 dB/Hz@300 mA.该芯片具备高输出功率、低RIN、低阈值电流、高斜率效率的特点.     

900nm窄发散角量子阱激光器

使用传输矩阵方法模拟光场特性,设计了带有模式扩展层的900 nm窄发散角量子阱激光器(LD),利用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术生长了器件.垂直方向远场发散角由常规结构LD的35°减小为20°,且阈值电流和光限制因子都没有明显变化.     

带有模式扩展层的小发散角激光器模拟研究

模拟了带有模式扩展层的半导体激光器,研究了中心波导层、扩展波导层和内限制层对激光器性能的影响。经过优化获得了一个条宽为50μm,远场发散角为23°,阈值电流为117.8mA,限制因子为2.37%的激光器。远场发散角最小可达到18°,此时阈值电流为200.9mA。与普通结构比较,优化后的结构远场垂直发散角减小了20°左右,阈值电流并没有明显增加,模拟计算表明模式扩展层没有降低激光器的电学和温度稳定特性。     

1.55μm AlGaInAs/InP小发散角量子阱激光器的仿真和制备（英文）

理论仿真和实验制备了AlGaInAs/InP材料1. 55μm小发散角量子阱激光器.为了扩展近场光场并减小内损耗,将一个非对称模式扩展层插入到外延结构的下盖层当中.仿真结果表明,该模式扩展层除了少量增加激光器阈值电流以外,在不影响激光器其它性能的情况下能显著减小激光器的垂直远场发散角.实验结果与理论仿真高度吻合.成功制备出脊宽4μm,腔长1000μm的脊波导小发散角激光器.在端面未镀膜的情况下,该激光器阈值电流为56 mA,输出功率为17. 38 mw@120 mA,斜率效率可以达到0. 272 W/A.实验测得垂直远场发散角为29. 6°,相比较传统激光器减小了约35. 3%.     

使用传统工艺实现1.55μm激光器与模斑转换器的单片集成

采用传统的光刻和湿法腐蚀工艺制作了1.55μm波长的新型半导体激光器和模斑转换器的单片集成器件.其中激光器采用脊型双波导,模斑转换器采用掩埋双波导结构,水平楔型的有源波导和宽而薄的无源波导同时控制光斑模式大小.实验测得器件的阈值电流为40mA,斜率效率为0.35W/A,水平和垂直方向的远场发散角分别为14.89°和18.18°,与单模光纤的耦合损耗为3dB.     

使用传统工艺实现1.55μm激光器与模斑转换器的单片集成

采用传统的光刻和湿法腐蚀工艺制作了1.55μm波长的新型半导体激光器和模斑转换器的单片集成器件.其中激光器采用脊型双波导,模斑转换器采用掩埋双波导结构,水平楔型的有源波导和宽而薄的无源波导同时控制光斑模式大小.实验测得器件的阈值电流为40mA,斜率效率为0.35W/A,水平和垂直方向的远场发散角分别为14.89°和18.18°,与单模光纤的耦合损耗为3dB.     

单模小发散角免键合激光器芯片的研制

传统激光器由于封装键合工艺的要求,需要较大的芯片电极面积,限制了器件尺寸进一步小型化。量子尺寸的衍射效应使量子阱半导体激光器的垂直结平面发散角较大,不利于光束整形,限制了半导体激光器的直接应用。为解决这些问题,采用加入模式扩展层的光波导结构,将垂直发散角由40°减小到22°左右;采用p与n电极同面的脊波导结构,可将激光器同载体直接烧结,无需键合工艺,减小了电极面积,进而缩小了芯片尺寸。25℃,60mA注入电流下进行测试,阈值电流Ith≤10mA,输出功率P约为55mW。     

高输出功率锥形波导太赫兹量子级联激光器

制作了基于锥形波导结构的高输出功率的太赫兹(THz)量子级联激光器。激光器采用单面金属波导结构,并采用锥形波导形状提高光输出功率,且保证了良好的光斑远场发散角。激光器水平方向远场光斑发散角为18.4?,器件输出中心波长为93 μm(3.23 THz),器件最高输出功率达到了185 mW,最高工作温度为95 K。80 K时,器件的最高脉冲输出功率能达到65 mW。基于如此高的输出功率,制作了液氮杜瓦封装的小型便携式太赫兹激光源。     

1.55μm AlGaInAs/InP小发散角量子阱激光器的仿真和制备

理论仿真和实验制备了AlGaInAs/InP材料1.55 μm小发散角量子阱激光器。为了扩展近场光场并减小内损耗,将一个非对称模式扩展层插入到外延结构的下盖层当中。仿真结果表明,该模式扩展层除了少量增加激光器阈值电流以外,在不影响激光器其它性能的情况下能显著减小激光器的垂直远场发散角。实验结果与理论仿真高度吻合。成功制备出脊宽4 μm,腔长1000 μm的脊波导小发散角激光器。在端面未镀膜的情况下,该激光器阈值电流为56 mA,输出功率为17.38 mw@120 mA,斜率效率可以达到0.272 W/A。实验测得垂直远场发散角为29.6°,相比较传统激光器减小了约35.3%。     

返波激励的级联折叠波导行波放大器

利用折叠波导返波振荡器(FW-BWO)作为激励源,用于激励工作频率为216 GHz的折叠波导行波放大器.利用3D-Magic进行仿真实验,通过仿真优化,最终得到96 W的输出功率,整个电路的长度被设计为只有1 cm左右.通过该方法,显著地缩短了高频结构长度,有利于实现小型化的真空电子学太赫兹源,对集成化的太赫兹源设计具有重要的参考价值.     

小型化T 隔板多层基片集成波导滤波器设计

基于LTCC 工艺设计并制作了一种多层T 隔板基片集成波导(TSSIW)滤波器。该滤波器以TSSIW 谐振腔为基础,利用其灵活的同层与异层的耦合方式实现四阶交叉耦合结构,并节省60% 以上的电路面积。实验结果显示滤波器中心频率为9. 4 GHz,工作带宽为500 MHz,通带最小插入损耗小于2. 5 dB,回波损耗优于15 dB,表明该滤波器具有体积小、易于集成的特点,同时保持了TSSIW 优秀的频率选择性和寄生响应。     

斜拉梁结构的RF-MEMS开关制作研究

介绍了一种新型斜拉梁结构的电容耦合式开关的制作.该开关的上电极采用斜拉梁支撑结构以提高上电极的平整性和开关整体的可靠性,通过优化开关的结构,将开关的谐振点频率降低到20 GHz附近.制作过程中将平面工艺和垂直喷镀工艺相结合,获得了较厚的共面波导传输线.开关的驱动电压为20 V,在20 GHz下,＂开＂态插入损耗为1.03 dB,＂关＂态隔离度为26.5 dB.     

As_2S_8非晶态薄膜波导光学截止效应研究

报告了As_2S_8非晶态薄膜波导的光学截止（optical-stopping）效应的实验过程、初步结果和机理分析.介绍了硫系非晶态As2S8薄膜波导的制备工艺,以及实验光路和光学截止现象的过程.在实验基础上,结合有关硫系非晶态半导体中的其他一些光诱起现象的报道,我们提出了以微结构变动为前提、结合半导体能级理论的电子泵浦模型,解释了实验现象.     

基于柔性基片集成波导技术的Ka波段功率放大器的设计和制作

设计、制作并测试了一个Ka波段八路合成宽带功率放大器.测试结果表明在26.5GHz上最大输出功率约为4.2W(连续波),在26.4GHz上最大合成效率约为72.5%,在25.1～28.4GHz范围内合成效率大于60%.这种功率放大器的基本组成单元是一对含对称尖劈过渡结构的柔性基片集成波导(FSIW).将一组该单元上的对称尖劈沿波导窄壁分别插入相应的输入和输出矩形金属波导,就可在波导内实现宽带、高效率的功率分配和功率合成.结果表明这项技术可方便地用于宽带毫米波固态功率放大器设计.     

Waveguiding Effect in Electroabsorption Modulators: Passivation Layers and Their Impact on Extinction Ratios

Waveguide structures of the stand‐alone electroabsorption (EA) modulator and the electroabsorption modulated laser (EML) are investigated using the 3D beam propagation method. The EA waveguide structures with InP‐based passivation layers show saturation in the extinction ratio (ER) due to the stray light traveling through the passivation layers. This paper demonstrates that narrower passivation layers suppress stray‐light excitation in the EA waveguide, increasing the ER. A taper structure in the isolation section of the EML waveguide can reduce the mode mismatch and suppress the excitation of the stray light, increasing the ER further. Low‐index‐polymer passivation layers can confine the mode more tightly in the active waveguide, yielding an even higher ER.     

一种基于遗传算法的超宽带天线自动设计方法

提出了一种基于遗传算法的超宽带天线的自动设计方法,并利用此方法设计了一种紧凑型共面波导馈电超宽带天线。所设计的天线采用印刷电路板上的共面波导(CPW)进行馈电,利用遗传算法对天线的贴片形状轮廓进行自动化设计和优化,最后得到一种新颖的UWB 印刷缝隙天线。天线尺寸为32mm′32mm′0. 787mm。仿真结果和实验结果表现出良好的一致性。实验结果表明,该天线在2. 89 ~12. 6GHz 的频段内电压驻波比小于2,在整个UWB 工作频段范围内有稳定的增益和良好的辐射方向特性。     

一种具有三阻带特性的超宽带天线的设计与研究*

提出了一种紧凑型共面波导馈电的具有三阻带特性的超宽带天线。所设计天线的基本几何结构由共面波导(CPW)馈电线、菱形辐射贴片和矩形宽缝隙组成。通过在辐射贴片上刻蚀一个U型槽,以及在共面波导的接地面上增加两对L型的寄生旁枝结构来实现天线的三陷波特性。天线尺寸为32mm×32mm×0.508mm。仿真和实验结果表明,该天线在2.6~11.5GHz的频段内电压驻波比小于2,在3.15~3.80GHz、5.20~5.80GHz和8.2~8.7GHz三个频段内具有陷波特性,分别有效阻隔了Wi MAX系统、WLAN系统和ITU 8GHz频段信号对于超宽带(UWB)系统的干扰。在除三个阻带频段外的其余UWB工作频段范围内,具有良好的辐射方向特性和稳定的增益。仿真结果和实验结果表现出良好的一致性。     

信道交错器的实现方案及其优缺点

系统地介绍信道交错器(Interleaver)技术的发展状况,包括最基本的Interleaver类型和最新发展起来的一些技术,同时对比了各种Interleaver技术的优缺点,指出Interleaver技术还存在的问题,并描述Interleaver技术的应用前景。     

氧化多孔硅周期性波导光栅耦合器的实验研究

报道了用两束相干激光在HF溶液中的多孔Si(PS)表面上干涉形成光强周期分布,通过光溶解得到了孔隙率周期变化的结构,从而制备出氧化PS周期性波导光栅。实现了辐射模与波导中传输模之间的耦合,并由外部入射光波或衍射光的方向确定了波导层的有效折射率。