Realization of GaAs/AlGaAs quantum-cascade lasers with high average optical power

Quasi-continuous-wave operation of GaAs/AlGaAs quantum-cascade lasers with high average optical power is demonstrated. Double X-ray diffraction has been used to investigate the quality of the epitaxial material. The compositional gradients and the interface quality are controlled effectively. The corrected average power of per facet about 17 mW and temperature tuning coefficient of the gain peak about 0.91 nm/K from 83 K to 140 K is achieved in pulse operation. Best value of threshold current density is less than 3.0 kA/cm² at 83 K.     

连续侧面泵浦Nd:YAG陶瓷激光器被动调Q研究

对比研究了808 nm激光二极管列阵侧面泵浦Nd∶YAG陶瓷与Nd∶YAG单晶激光器在连续和被动调Q运转下的激光输出特性。对于Nd∶YAG陶瓷激光器,在145 W泵浦功率,平平谐振腔20%输出耦合镜透过率时,获得最大44.28 W的1 064 nm连续激光输出,光-光转化效率和斜效率分别为30.5%和38.2%. 谐振腔中插入初始透过率87.89%的Cr⁴⁺∶YAG晶体作为被动调Q开关,在124 W泵浦功率下获得10.03 kHz重复频率,4.62 W平均功率,5.54 kW峰值功率的准连续激光输出。同样实验条件下利用相同尺寸和掺杂浓度的Nd∶YAG单晶进行对比,结果表明Nd∶YAG陶瓷在高功率泵浦下具有广阔的应用前景。     

激光谐振腔和光束传输的分析与设计

使用ABCD矩阵方法,考虑矩阵元素均为复数的情况,同时将光束质量因子M2和介质中的光束传输考虑在内,基于Visual Basic可视化编程语言,开发出通用的激光谐振腔和光束传输分析设计软件。该软件可分析设计稳定驻波腔、稳定行波腔、非稳驻波腔、非稳行波腔、相位共轭腔、光束传输变换等。使用该软件可以方便地任意增减元件,进行多种光学元件组合选取,分析倾斜放置元件引起的子午面和弧矢面内光束参数的异同,以及进行热透镜、距离容差等参数的优化分析与设计。谐振腔稳定条件、光束传输等参数可以通过数据表格、文本、图形显示或以文件的方式输出。     

基于体光栅的可调谐线型腔双波长掺镱光纤激光器

论述了均匀加宽增益介质中利用净增益均衡原理同时输出双波长激光的可行性,使得双波长各自的损耗等于增益,抑制模式竞争,便可实现双波长输出。验证了上述原理,搭建的线型腔双波长掺镱光纤(YDF)激光器室温下可以实现单波长输出和双波长输出两种运转状态。单波长或者双波长输出时,转动体光栅角度,利用其分光谱和选波长的特性,均可使得波长分别在1013～1078nm的范围内调谐。双波长同时输出时,其线宽分别约为0.012和0.020nm,最大和最小波长间隔约为65.00和1.04nm。双波长间隔较小时,双波长对彼此的抑制影响较间隔大时更为明显。双波长输出功率均衡稳定,最大输出功率可达40.7mW。输出双波长时,该激光器可用于光子混频和拍频产生太赫兹辐射;输出单波长时,由于其波长可调谐的特性,该激光器可用作光学相干层析(OCT)的调谐光源。     

应变量子阱传输矩阵法设计及MOCVD外延制备

借鉴光波导设计的传输矩阵法思想 ,引入传输矩阵方法进行量子阱设计的应用 ,以 980nm半导体激光器用的应变量子阱为例 ,利用MOCVD外延生长技术设计生长了InGaAs/GaAs应变量子阱结构 ,测量PL谱峰值波长与设计波长吻合 ,X双晶衍射仪标定的量子阱组分和厚度基本与设计一致 ,从而验证了传输矩阵法用于量子阱设计是一种有效快捷的方法。     

量子阱半导体激光器P—I特性曲线扭折的研究

小功率窄条形半导体激光器注入电流超过阈值后，其P－I特性曲线可能偏离理想的线性区，出现扭折现象，从而会严重影响激光器与光纤的耦合。本文分析讨论了出现扭折现象与器件结构的关系。通过优化激光器纵向结构设计，采用较窄的有源区，在MOCVD结构生长中用碳作P型掺杂，制造出来的未镀膜激光器在100mA注入电流下输出光功率50mW未出现P－I特性的扭折。     

激光二极管阵列侧面对称抽运薄片激光器

对激光二极管(LD)阵列5向侧面对称抽运Nd∶YAG薄片激光器进行了实验和模拟研究。薄片激光器的耦合系统由消像差透镜组和空心光波导组成,采用15mm×1.5mm的Nd∶YAG薄片进行初步实验,实验得到薄片激光器的激光输出平均功率为65.7W,光-光转换效率为10.5%,同时增益介质内具有较理想的荧光分布。同时考虑激光二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及增益介质侧面的散射特性,采用光线追迹法,模拟并分析了增益介质内抽运光分布,模拟结果表明耦合系统具有88.3%的耦合效率,同时增益介质内具有较理想的抽运光分布,且与实验结果相吻合。     

可调谐全固化折叠腔单频倍频Nd:YVO4激光器

采用三镜折叠腔,使用KTP晶体进行内腔倍频,在激光谐振腔内插入标准具,利用标准具的选模调谐特性和激光晶体自身的标准具作用,设计并研制了LD抽运连续内腔倍频可调谐Nd:YVO4全固化激光器,实现了稳定的单频绿光输出,抽运功率1.5W时最大单频绿光输出40mW,频率可调谐范围约200GHz.     

宽发光截面半导体激光器的光束质量研究

本文通过二阶矩法,分析了二维增益调制对于宽发光截面半导体激光器(BAL)的光束质量改善效果。光束质量是激光器工业应用中需要考虑的重要因素。BAL可以提供更大的输出功率,但其光束质量较常规半导体激光器差。本文测量了经过二维增益调制后的BAL。结果与未经过调制的BAL进行了比较。结果表明,经过二维增益调制后的BAL具有较高的阈值和较低的斜率效率,光束质量提高了20%。