1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
设计并制备了780 nm大功率半导体激光器的单管和巴条。采用金属有机化学气相沉积技术制备的外延结构，分别使用GaAsP和GaInP作为量子阱和波导层，限制层是具有高带隙的AlGaInP材料。量子阱与波导层带隙0.15 eV，波导层与限制层带隙0.28 eV，抑制了载流子泄露。1.55 μm厚非对称大光学腔波导结构抑制快轴高阶模，同时缓解腔面损伤问题。为进一步提高腔面损伤阈值，利用超高真空解理和钝化技术，在腔面上沉积了非晶ZnSe钝化层。条宽150 μm、腔长4 mm的单管器件，在电流为15 A时，输出连续功率16.3 W未出现COD现象，斜率效率达到1.27 W/A，电光转换效率为58%，慢轴发散角9.9°，光谱半高宽为1.81 nm。填充因子为40%的厘米巴条，在192 A下实现连续输出功率180 W，电光转换效率为50.7%，光谱宽度仅为2.2 nm。
半导体激光器 泵浦源 高效率 腔面光学灾变损伤 硒化锌 semiconductor laser pump source high efficiency catastrophic optical mirror damage ZnSe 强激光与粒子束
2023, 35(11): 111002
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光重点实验室，四川 绵阳 621900
对976 nm波段超大光学腔结构半导体激光器的外延和谐振腔设计进行了数值研究。在量子阱层的下方和上方设计了模式控制层，以抑制快轴高阶模的激射。通过能带结构的调控抑制了电子泄漏，调控使得电子势垒从p波导层到p包层增加。优化后的外延结构内部损耗为0.66 cm-1，内部量子效率为0.954，远场发散角半高全宽为17.4°。对于谐振腔设计，提出了沿谐振腔线性电流分布结构，以减少空间烧孔效应，这使激光器在20 A时功率提高了1.0 W。采用超大光学腔外延结构的4 mm腔长、100 μm发光区宽度的单管芯片，在25°C连续电流注入下，21 W输出功率时达到约71%的高功率效率。
量子阱激光器 超大光腔 载流子泄露 效率 quantum-well lasers supper-large-optical-cavity carrier leakage efficiency 强激光与粒子束
2021, 33(9): 091001
1 中国工程物理研究院高能激光重点实验室, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
分析腔面反射率对GaN基半导体激光器斜率效率和输出功率的影响,并对出射波长为450 nm的激光器进行实验验证。结果表明,对于非对称谐振腔结构,通过优化腔面反射率,可以抑制空间烧孔非线性效应,提高器件的微分量子效率和最大输出功率。当前腔面反射率为5%时,斜率效率大于1.3 W·A
-1,并在3 A的连续工作电流下,获得了2.6 W的高功率输出。
激光器 半导体激光器 GaN 腔面反射率 空间烧孔
Author Affiliations
Abstract
Department of Biomedical Engineering, College of Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
Photoacoustic (PA) tomography (PAT) breaks the barrier for high-resolution optical imaging in a strong light-scattering medium, having a great potential for both clinical implementation and small animal studies. However, many organs and tissues lack enough PA contrast or even hinder the propagation of PA waves. Therefore, it is challenging to interpret pure PAT images, especially three-dimensional (3D) PA images for deep tissues, without enough structural information. To overcome this limitation, in this study, we integrated PAT with X-ray computed tomography (CT) in a standalone system. PAT provides optical contrast and CT gives anatomical information. We performed agar, tissue phantom, and animal studies, and the results demonstrated that PAT/CT imaging systems can provide accurate spatial registration of important complementary contrasts.
170.5120 Photoacoustic imaging Chinese Optics Letters
2018, 16(12): 121701
哈尔滨理工大学光电信息科学与工程系, 黑龙江 哈尔滨 150080
针对非球面干涉图在预处理过程中去噪的问题，提出了一种基于改进P-M 模型与加权复合型中值滤波相结合的去噪方法。分析了P-M 模型，指出了该模型在去噪中的缺点并且提出了相应的改进模型。讨论了经典的中值滤波模型，但有时利用中值来替代污染值反而会使图像尖锐的边缘信息变得平滑，因此对其进行了改进。在此基础上，提出将改进P-M 模型与复合型中值滤波融合在一起的去噪方法。理论分析与仿真实验结果表明：该方法不仅可以有效地去除非球面干涉图中的噪声，而且能够克服图像去噪后存在的边缘模糊现象，更好地保护干涉图的特征信息即图像边缘和细节信息。该方法对干涉图进行预处理后取得了较好的效果，充分体现了该方法的优越性。
图像处理 非球面干涉图 P-M 模型 中值滤波 激光与光电子学进展
2016, 53(3): 031002
燕山大学 电气工程学院，河北 秦皇岛 066004
为了高精度地实现大量程的位移测量，采用传统激光三角法的测量原理，提出一种基于虚拟探测器的激光三角法来测量位移。该方法基于3个CCD分段测量的思想，将3个CCD互相独立且沿光轴均匀分布，以此扩大传统方法测量的范围。使用平面反射镜作为虚拟探测器进行探测，当成像光束经平面镜反射后在CCD上成像时，系统相当于增加了一个CCD，扩展了测量量程。由准直系统、偏振片、光阑组成准直滤光系统，缩小探测器光敏面上像点的直径，减小被测表面非理想光点对测量精度的影响，从而实现了较高精度下的大位移测量。最后通过实验验证了方法的可行性。
激光三角法 虚拟探测器 位移测量 laser triangulation method CCD CCD virtual detector displacement measurement
1 华中科技大学文华学院, 湖北 武汉 430074
2 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
3 武汉光迅科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
基于多光束干涉原理, 从高斯光束在自由空间的传输方程出发, 推导了高斯光束斜入射角度调谐窄带滤光片的反射光强以及透射光强的表达式。在此基础上研究了滤光片入射角对高斯光束反射特性的影响和关系。理论数值计算和实验结果都表明, 随着入射角度的增大, 滤光片透射光强的光斑会出现明显的展宽现象, 而其反射光强的光斑虽会在较大角度斜入射时出现一定的展宽, 但是展宽幅度远小于透射光斑的变化。故角度调谐窄带滤光片的反射端口在其调制范围内不需要跟透射端口一样进行光斑整形处理。
几何光学 窄带滤光片 高斯光束 斜入射 反射光强分布
