长波长垂直腔面发射激光器开关及双稳特性

为了研究垂直腔面发射激光器偏振转换特性,基于自旋反转模型,数值研究了正交光注入下1550nm垂直腔面发射激光器频率诱导偏振开关及双稳特性。结果表明,在正交光注入下,连续改变注入光与激光器光场内x线性极化模的频率失谐可诱导产生两类偏振开关和偏振双稳现象,且注入光强与偏振电流的变化都显著影响双稳宽度和激光器的输出特性;合理选择操作条件,可实现对1550nm垂直腔面发射激光器频率诱导偏振开关及双稳的控制。这一结果对垂直腔面发射激光器在全光开关和全光存储等领域的应用具有参考价值。     

采用射频调制实现对单频激光器频率噪声的抑制

在使用铷原子饱和吸收谱线作为激光频率参考进行稳频的激光稳频系统中,环路带宽是影响激光输出频率噪声的重要因素之一。对激光稳频系统中限制环路带宽的主要因素进行分析,使用射频调制信号直接调制商用外腔半导体激光器的高速电流调制端来对激光稳频系统的环路带宽进行拓展。根据对稳频环路的分析,合理设置反馈电路,实现激光稳频。使用低频谱分析仪对稳频后的鉴频信号进行分析,发现带宽拓展后,在傅里叶频率为5kHz处对频率噪声的抑制度达到了20dB以上。通过将该稳频激光器输出的激光与锁定在极稳恒温晶振上的飞秒光学频率梳进行拍频,测量了该稳频激光相对光梳的频率噪声,测量结果与直接分析鉴频信号的结果吻合。经过测量,通过拓展带宽抑制频率噪声,稳频激光器的短期频率稳定度得到改善。最后,测量了稳频激光相对于锁定在恒温晶振上的飞秒光学频率梳的频率稳定度,Allan方差在平均时间1s时达到4.52×10~(-12),在平均时间20s时达到1.65×10~(-12)。     

性能优良的光泵垂直腔面发射激光器

光泵半导体（OPS）激光器是一类以特殊类型垂直腔面发射激光器（VCSEL）为基础的新型器件，与以电流注入驱动的垂直腔面发射激光器不同，光泵垂直腔面发射激光器是用二极管泵浦激光驱动的。这种器件具有所希望的性能特性组合，如小型组件的高功率和优良TEM00模特性的组合。这种技术还可做成具有特定波长输出的激光器或在850～1600nm光谱范围可调谐的激光器。这些特性意味着光泵半导体激光器具有渗透或影响许多商业化激光应用开发的潜力，其中包括在通讯方面的应用。这方面的一个重要例子是泵浦高功率掺饵光纤放大器（EDFA）。光泵光泵…     

一种用于CPT磁力仪的激光调制信号设计

CPT磁力仪是一种用于微弱磁场测量的新型高灵敏度原子光学磁力仪,针对CPT磁力仪垂直腔面发射激光器电流调制需要产生低相位噪声调制信号,提出了一种基于锁相环频率合成器的方案。该方案从CPT磁力仪的基本原理出发,分析了CPT磁力仪对调制信号的频率要求,根据锁相环频率合成基本原理,采用锁相环仿真软件ADIsimPLL完成了频率合成器中关键模块参数的确定,产生了高精度、低相噪以及杂散性好的3.4 GHz频率信号,并对系统性能进行了仿真分析。经仿真测试表明,锁相效果良好,性能可靠,可以满足CPT磁力仪的研制。     

可变偏振光注入垂直腔面发射激光器的频率诱导偏振双稳

为了探索垂直腔面发射激光器偏振敏感的双稳演 化规律,进一步拓展其在光信息处理领域方面的应 用,本文采用自旋反转模型,数值研究了可变偏振光注入下1 550 nm垂直腔面发射激光器频率诱导偏振双 稳的特性。研究结果表明:在可变偏振角度光注入下,通过沿不同路径扫描频率失谐,垂直 腔面发射激光 器的两个正交偏振分量可在负失谐和正失谐区域产生频率诱导的偏振双稳。对于一确定的注 入强度,注入 光偏振角度的增加可导致负失谐区域的偏振双稳宽度逐渐扩展,而正失谐区域双稳宽度无明 显的变化;给 定适当的注入光角度,较大的注入强度更易于在负失谐区域展宽偏振双稳宽度。此外,在注 入光偏振角度 和注入强度均一定时,不同偏置电流情况下激光器偏振分量的频率诱导双稳宽度存在较大差 异,系统可以 通过合理地调节注入光偏振角以及偏置电流等参量实现对频率诱导偏振双稳的灵活控制。     

光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究进展

近年来，光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器由于其光束质量好、可实现大功率输出，受到了广泛的关注。在介绍其基本工作原理的基础上，综述了不同波段光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究现状与进展，并分析、讨论了实现高功率光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器面临的主要问题及解决方案。     

聚合物热光相移器件的研究及其应用

给出了垂直腔面发射激光器的小信号电路模型和调制特性 ,调制特性用解析计算和电路模型模拟两种方法得到 ,解析计算和电路模型模拟的结果一致 ,实验证实了电路模型的正确性     

垂直腔面发射激光器的小信号电路模型和调制特性

给出了垂直腔面发射激光器的小信号电路模型和调制特性,调制特性用解析计算和电路模型模拟两种方法得到,解析计算和电路模型模拟的结果一致,实验证实了电路模型的正确性.     

垂直腔面发射激光器的小信号电路模型和调制特性

给出了垂直腔面发射激光器的小信号电路模型和调制特性,调制特性用解析计算和电路模型模拟两种方法得到,解析计算和电路模型模拟的结果一致,实验证实了电路模型的正确性.     

基于FPGA数字相位调制光外差激光稳频系统设计

为了实现中心波长为1064nm的单频光纤激光器的稳频,采用相位调制光外差（PDH）激光稳频技术,搭建稳频系统光路。分析了相位调制光外差稳频信号以及误差信号特征;设计基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字式解调和反馈控制电路,在FPGA中实现对相位调制光外差稳频信号的数字解调,再经数模转换器输出获得误差信号。结果表明,在FPGA中能成功实现对相位调制光外差信号的解调,经Allan方差计算,频率漂移的方差值可达10-11,即所设计的数字系统实现了较高的稳频精度。     

垂直腔面发射激光器的内调制特性

面向芯片原子钟(Chip Scale Atomic Clock,CSAC)的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)通过微波调制产生具有特定光频差的相干激光,与原子作用后的跃迁谱线频率作为参考标准,最终可获取高精度的频率信号。因此,垂直腔面发射激光器在芯片原子钟系统中至关重要。介绍了VCSEL激光器的内调制原理,搭建了其内调制特性实验测试平台,开展了激光器对射频调制响应特性研究,记录了激光器边带信号随着注入电流和射频输出功率的变化情况,并分析了射频调制对激光器边带信号的影响特性以及Bogatov现象引起的边带不对称现象。实验结果显示:当射频信号频率为3.41734 GHz,注入电流为1.2 mA,射频输出功率为3.5 dBm时,可获得优化的高频调制光谱,为芯片原子钟提供优质的光源。     

外部光反馈对980nm垂直腔面发射激光器振荡特性的影响

研究了外部光反馈对980nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)振荡特性的影响.计算了垂直腔面发射激光器及边发射半导体激光器的光反馈灵敏因子.基于复合腔理论,分析了外部光反馈对垂直腔面发射激光器的阈值电流及微分量子效率等振荡特性参数的影响.实验结果表明,当反馈率为10%时,垂直腔面发射激光器的阈值电流由0.63A下降至0.59A,同时斜率效率和输出功率也有所下降.实验结果和理论分析符合得较好.     

二维光子晶体对面发射激光器横模控制研究

垂直腔面发射激光器的单模输出特性在光网络数据传输光互连、光存储和激光打印中有重要的应用.传统的氧化限制型垂直腔面发射半导体激光器由于串联电阻大、发热严重而很难工作在单模状态.二维光子晶体结构可以有效地控制垂直腔面发射激光器的横向模式,使器件工作在单模状态下.从理论上系统研究了光子晶体垂直腔面发射半导体激光器的单模条件,成功设计了一组单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器,并通过常规工艺制作出功率0.6 mW、边模抑制比大于30 dB、阈值电流4 mA、远场发散角8.4°、不受电流注入影响的单模光子晶体垂直腔面发射半导体激光器.实验证明:光子晶体可有效地进行横模控制.     

用于短距光通信的超低功耗光发射器研究

【目的】为拓宽光通信在板级、背板级等短距互联场景的应用,文章设计了一种超低功耗的光发射器。方案的基本原理是采用Bias-T电路加载偏置电流和调制信号,驱动垂直腔面发射激光器（VCSEL）产生光脉冲信号。【方法】借助模拟仿真验证了方案的可行性,发现影响传输速率提升的主要因素是激光器件的寄生参数以及驱动电路的阻抗匹配;通过实验研究了在200和10mm两种电传输距离下,驱动产生的眼图质量及误码率随驱动电压和偏置电流变化的规律。【结果】电传输距离缩短至10mm时,能获得更大有效消光比,范围为0.84～6.69dB,最小差分驱动电压为200mV,最小偏置电流为15mA,光发射功耗降低至1.2 mW/Gbit/s。相比于传统光模块,光发射功耗降低约80%。【结论】该光发射器方案可应用于数据中心内部,配合低功耗光接收器,能显著降低数据中心整体功耗。     

相位调制光外差稳频信号检测技术

在高功率条件下,由于受到多种因素的影响,单频光纤激光器输出激光的谱线宽度大幅展宽,输出激光的稳定性也不高。相位调制光外差稳频（PDH）技术在高功率条件下可以实现高频率稳定性。为实现对中心波长为1 064 nm的单频光纤激光器的稳频,理论分析了PDH稳频系统的原理并搭建PDH稳频系统。实验发现100 MHz相位调制光外差信号的检测是稳频系统的关键。实验中首先利用自行设计的探测器前置放大电路,基于Si探测器,实现了信号的探测和放大;其次,设计解调电路,通过将光电转换后的信号与参考信号进行混频实现解调,得到鉴频曲线,实现对光外差信号的检测。     

DBR微腔激光器典型参数的开关调制响应及控制

以微腔激光器的典型代表垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)为例，选择自发辐射因子为控制参数，数值模拟了大信号深度调制情形下VCSEL的非线性动力学特性，实现了类似于边缘发射激光器的分岔，周期加倍分岔，多稳和混沌状态的稳定控制，得到分岔点位置和周期轨道与控制参数的变化关系，以及相应地调制参量和自发辐射因子的取值范围，计算结果较好地拟合了文献实验结果。     

新型材料InGaNAs的生长与应用前景

详细介绍了一种新型半导体材料(InGaNAs)的生长特点及其在制作高特征温度的长波长量子阱激光器、长波长垂直腔面发射激光器、长波长光泵垂直外腔面发射激光器、半导体可饱和吸收镜和长波长谐振腔增强探测器方面的优势。     

垂直腔面发射激光器的特性分析

垂直腔面发射激光器作为近凰年来光电子学领域研究的热点课题之一，要想很好的研究其应用价值，就必须了解它的各种特性。本文分析总结了垂直腔面发射激光器的阈值特性、光输出特性、模式特性、调制特性、偏振特性、远场特性以及热阻效应。     

面发光激光器在航空电子系统中的应用

垂直腔面发光激光器具有许多特点。这些特点是非常需要的，而且适合在光学互连、光学数据总线、光学和光学信号处理中应用。叙述了以GaAs为基础的垂直腔面发光激光器的基本器件结构和制造技术、讨论主要激光器性能特征、例如发射波长、光束图案、阈电流、输出功率、量子效率和调制响应。这些特征对激光器的潜在应用非常重要。还叙述了将激光器与n通道MESFET（金属—半导体场效应晶体管）驱动器单片集成化的最新成果。     

微小孔阵列垂直腔面发射激光器的研究

在980nm波长的大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)的基础上制备了高输出功率的微小孔阵列半导体激光器,其最大输出光功率达到了1mW。介绍了针对微小孔阵垂直腔面发射激光器的特殊制备工艺,并对其特性进行了分析。