硅基氮化镓波长可调DFB激光器的模拟分析

基于严格耦合波以及介质平板波导理论,构建了硅基氮化镓分布反馈激光器的二维稳态物理模型。且利用多物理场直接耦合分析软件Comsol Multiphysics求解波动方程,得到了分布反馈激光器在可见光各波段形成单模输出的电场模一维、二维图谱,以及相对应的入射波长与电场模关系曲线。结合硅基光微机电系统技术和微加工技术,本文提出利用悬空的自支撑氮化镓周期可调光子光栅实现分布反馈激光器波长可调。数值模拟表明,在光栅的格子数目、光栅厚度、光栅宽度以及有源层厚度一定的情况下,改变光栅周期可以实现分布反馈激光器输出不同波长激光。理论分析与仿真结果基本一致,证明所建立激光器模型具有一定的合理性,得出的仿真数据为实现分布反馈激光器波长可调提供了有意义的参考。     

波导N2激光泵浦的染料激光器

波导Ｎ_２激光泵浦的染料激光器分子氮激光器由于其本身相当简单和价格低廉，因此广泛用作染料激光器的相干泵浦源。氮激光振荡短波长能激励一系列染料，他们的激光辐射能在紫外到近红外宽广的光谱区内调谐。当染料激光器的振荡能量要求不高时（例如在纤维光学和光谱学中?..     

美国实现第一个硅激光器

美国加利福尼亚大学已演示了据称第一个利用喇曼效应的硅（Si）激光器。这种发射波长为1675nm、具有25MHz重复频率时脉冲喇曼激光器采用硅波导作为增益介质，关键器件是硅上隔离的凸台波导和环绕该芯片的环形光纤。在9W峰值泵浦脉冲功率下获得激光阈值，并获得8．5％的斜效率。     

对硅基拉曼激光器性能的实验分析

为了解决拉曼激光器的非线性光学损耗严重以及输出效率偏低的问题,利用受激拉曼散射(SRS)的非线性频移机制,以Si元素作为拉曼激光器的增益介质设计了激光器的结构.根据硅元素波导理论,在拉曼激光器的波导结构中设计了一个反向偏置电压的p-i-n二极管,通过控制调节该反向电压值降低有效载流子寿命,从而降低由双光子吸收(TPA)...     

1．48μm大功率GaInAsP／InP激光器

用两步液相外延法研制出１．４８μｍ大功率ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ激光器，尾纤输出功率大于３０ｍｗ。用作掺饵光纤放大器的泵浦光源，双向泵浦小信号增益２８ｄＢ。经较长时间的实际运行，表明器件性能稳定可靠，温度特性好。     

可调谐DBR激光器波长锁定光路系统模拟设计

利用ZEMAX软件设计了一套应用于可调谐DBR激光器输波长锁定的光路系统,该系统包括非球面镜、分光镜、法布里-珀罗标准具和消色差双胶合透镜。借助软件中的镀膜模块设计法布里-珀罗标准具的内部结构并表征其透射谱线,通过多重结构模块构建分光系统,然后使用偏振分析模块计算系统总耦合效率和两分支的分光比。优化设计后的光路系统可应用于C波段可调谐DBR激光器20个信道的波长锁定。     

可调谐半导体激光光谱火灾气体探测系统

基于火灾特征气体检测的火灾报警技术被认为是一种有着广阔前景的火灾早期探测手段,特别是利用光学吸收方法的火灾气体探测技术,除了能够提供高灵敏、低误报率的火灾报警外,还能够实现火灾的早期预警.提出了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的火灾气体高灵敏实时检测系统,采用光通信波段光纤耦合近红外分布反馈式(DFB)半导体激光器作为光源,利用两台激光器结合调制频率多路技术实现了火灾标志性气体CO,CO2的同时检测,对CO的最低检测限约为0.00375 mg/m3(3σ),能够满足火灾气体现场检测的需要.     

超短激光脉冲对硅表面微构造的研究

在特定的气体氛围下,用一定能量密度的超短脉冲激光连续照射单晶硅片表面,制备出表面具有准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的“黑硅”新材料。不同背景气体下的实验表明,激光脉宽和背景气体对表面微构造的形成起着决定性的作用。具体分析了SF6气体氛围中,皮秒和飞秒激光脉冲作用下硅表面微结构的演化过程。虽然两者均可造成硅表面的准规则排列微米量级尖峰结构,但不同脉冲宽度的激光与硅表面相互作用的物理机制并不相同。在皮秒激光脉冲作用下,尖峰结构形成之前硅片表面先熔化;而飞秒激光脉冲作用下尖峰的演化过程中始终没有出现液相。对材料的光辐射吸收的初步研究表明,该材料对1.5~16μm的红外光辐射吸收率不低于80%。     

基于中红外DFB-ICL的氨气传感器设计

氨气是主要恶臭物质之一,为了实现工业环境污染源中氨气排放的连续监测,研制了中红外激光气体传感器,与传统近红外氨气传感器受干扰气体影响较大不同的是,该传感器采用中红外分布反馈结构的带间级联激光器(distributed feedback inter-band cascade laser, DFB-ICL)为光源,工作波长在3 μm附近,避免了水和CO2干扰气体的影响,同时以空芯光波导（芯径1 mm、长度5 m）做气体池,采用自制多通道数字锁相放大器,同时解调1f和2f谐波信号,实现免校准测量,获得了传感器的梯度实验结果,线性度高达0.99917,不确定度高达0.9%。Allan方差评价结果显示其稳定性非常出色,在最佳积分时间167 s时,本传感器的检测限低至9.7 ppb。     

新型微波激励CO2激光抽运系统的研究

介绍了一种高效、高功率的新型微波激光抽运系统 ,分别对其两种形式——一字型微波波导抽运系统和十字型微波波导抽运系统的抽运电场作理论分析 ,并与相关文献报道的实验结果作一比较 ,理论计算与实验结果吻合得非常一致     

光栅衍射型激光告警光学系统设计

为实时测量来袭激光的特征参数、入射方向等信息,设计了基于光栅的激光告警光学系统.使用正弦透射光栅,来袭激光衍射后只有零级和一级衍射,有利于信号采样和处理.该光学系统由遮光罩、正弦光栅、平凸柱面镜、线阵CCD构成.通过理论分析和计算,确定了各光学元件参数.实验结果表明,采用该光学系统的激光告警器可以实现对波长范围为500～1100 nm、波长分辨率小于等于10 nm、入射角分辨率小于等于1°、视场角为22.5°的激光测量.     

偏振不灵敏硅基二氧化硅阵列波导光栅设计

以深刻蚀和热氧化工艺为基础,提出了一种新的阵列波导光栅(AWG)制备技术.这一工艺可使AWG中的波导侧向留有一硅层.采用有限元法和有限差分束传播法分别计算了存在这一硅层时的波导应力分布和有效折射率.结果表明由于这一侧向硅层的存在,使AWG中波导在水平和垂直方向的应力趋于一致,AWG的偏振相关波长明显减小     

硅单晶片的激光标识技术研究

介绍了激光打标机的工作原理,并采用波长为1064 nm的光纤型激光打标机在硅单晶片上制作标识码。通过研究激光功率对打标深度的影响,确定了合适的激光打标功率为激光器总功率的50%～90%,同时,通过对激光标识码的位置进行了分析,确定了合适的激光打标位置,最终成功地在硅单晶片表面制作了激光标识码,解决了硅单晶片的可追溯性问...     

应用增益杠杆效应提高分布反馈激光器的波长可调谐范围

在三段电注入应变多量子阱分布反馈激光器中，应用增益杠杆效应扩大了波长的可调谐范围。对其中两段加固定偏置直流电流，另一段作为控制段（其长度为总腔长的０．３３）。随着对控制段注入电流的增加，发射波长会往长波方向移动。其波长连续可调谐范围（不含跳模）在１．５３８μｍ波段可达０．８２ｎｍ。经过跳模后尚可连续调谐。     

偏振不灵敏硅基二氧化硅阵列波导光栅设计

以深刻蚀和热氧化工艺为基础,提出了一种新的阵列波导光栅(AWG)制备技术.这一工艺可使AWG中的波导侧向留有一硅层.采用有限元法和有限差分束传播法分别计算了存在这一硅层时的波导应力分布和有效折射率.结果表明由于这一侧向硅层的存在,使AWG中波导在水平和垂直方向的应力趋于一致,AWG的偏振相关波长明显减小.