分布反馈(Distributed Feedback，DFB)半导体激光器具有体积小、成本低和工艺成熟等优势，但兆赫兹量级的线宽使其应用范围受限。采用环形谐振器对其进行自注入锁定，可将线宽压窄到千赫兹量级，但仍存在锁定不稳定的问题。文章采用四只不同的环形谐振器对DFB半导体激光器进行自注入锁定，通过实验监测自注入锁定时多个端口的光功率、偏振态和光波长的变化，揭示影响DFB半导体激光器自注入锁定稳定性的因素有谐振模式跳变、偏振态跳变，以及外界温度和振动引起的锁定环路的相位变化，且使用不同类型的环形谐振器进行锁定时，主导的影响因素不同。控制这些影响因素可以改善DFB半导体激光器自注入锁定的稳定性，使DFB半导体激光器自注入锁定技术有更好的应用效果。
DFB半导体激光器 自注入锁定 锁定稳定性 DFB semiconductor laser selfinjection locking locking stability
Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2 Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
3 School of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
A monolithic integrated ultraviolet-infrared (UV-IR) dual-color photodetector based on graphene/GaN heterojunction was fabricated by vertically integrating a GaN nanowire array on a silicon substrate with monolayer graphene. The device detects UV and IR lights by different mechanisms. The UV detection is accomplished by the forbidden band absorption of GaN, and the IR detection is realized by the free electron absorption of graphene. At peak wavelengths of 360 nm and 1540 nm, the detector has responsivities up to 6.93 A/W and 0.11 A/W, detection efficiencies of 1.23 × 1012 cm·Hz1/2 ·W-1 and 1.88 × 1010 cm·Hz1/2 ·W-1, respectively, and a short response time of less than 3 ms.
UV-IR dual-color photodetector heterojunction GaN nanowire array graphene Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 112501
长春理工大学 理学院 光电信息科学与技术系， 长春 130022
片上折射率传感在安全检查、环境监测、健康诊断和食品监督等领域有着广阔的应用前景，基于硅基微环谐振器的折射率传感器具有微型化、集成化等优点,已成为当前研究的热点。文章首先对硅基微环谐振器的折射率传感探测原理进行了介绍，然后依据探测原理分类梳理了国内外硅基微环折射率传感的最新研究进展，并分析总结了不同传感探测原理的优缺点，最后讨论了现阶段硅基微环谐振器在折射率传感中存在的问题和未来的发展方向。
微环谐振器 波导器件 折射率传感 Fano谐振 包络谱传感 microring resonator waveguide devices refractive index sensing Fano resonance envelope spectrum sensing
利用微环谐振器进行光速控制时，各参数对光脉冲传输的影响是不可忽略的，它除了导致光脉冲展宽，还引起脉冲的畸变。基于微环谐振器的传输特性，推导了单环谐振器的二阶色散和三阶色散表达式，针对无损耗/增益情形，分析了利用微环谐振器进行光速控制时，高阶色散和输入脉冲中心波长对输出脉冲畸变的影响，分析了损耗/增益对单环谐振器输出脉冲畸变的影响。结果表明，二阶色散导致脉冲展宽，三阶色散导致脉冲畸变，输入脉冲中心波长位置影响脉冲分裂谷底的深浅，而损耗和增益影响脉冲畸变情况。为利用微环谐振器实现光速控制的应用提供了设计优化依据。
集成光学 微环谐振器 色散 光速控制 脉冲畸变 integrated optics microring resonator dispersion group velocity control pulse distortion 红外与激光工程
2019, 48(9): 0918002
长春理工大学理学院物理系， 吉林 长春 130022
分析了两环光程不等对耦合双环谐振器透射谱的影响，并将其与单环谐振器的透射谱进行了比对，揭示了两环光程变化对结构传输特性影响的规律。分析结果表明，当两环光程不相等时，无论是否满足模式分裂条件，都会产生不对称的一窄一宽两个谐振峰，分别对应光在远离总线的环和靠近总线的环内的谐振。两个谐振峰的位置同时受两环之间耦合器的透射系数和两环光程偏离程度的影响。所研究的两环周长不相等的耦合双环谐振器的传输特性，可以为耦合双环谐振器的制作和传感应用提供理论指导。
集成光学 耦合双环谐振器 传输特性 光程 透射系数 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111301
研究了利用两个声光移频器间的差频抑制谐振式集成光学陀螺中的背向散射噪声。测试了声光移频器的输出特性, 结果表明声光移频器输出功率随调制频率变化。测试并说明了两路声光移频器的功率不平衡会影响环形谐振器的谐振曲线深度和陀螺解调曲线的斜率, 并最终导致陀螺的测量误差。实验中通过补偿声光移频器的输出功率, 有效地克服了声光移频器功率带宽的影响, 陀螺零漂从补偿前的0.28mV降低为0.095mV。
谐振式光学陀螺 声光移频器 背向散射 零点漂移 功率平衡 resonant optical gyroscope acousto-optic frequency shifter back-scattering zero drift power balance
1 长春理工大学 空间光电技术国家与地方联合工程研究中心, 长春 130022
2 长春理工大学 理学院, 长春 130022
3 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
设计了一种无反馈全开腔双倍间隔布里渊-喇曼光纤激光器.采用C+L波段可调谐激光器作为布里渊泵浦, 中心波长为1 455 nm的激光二极管作为喇曼泵浦, 7 km色散补偿光纤作为增益介质.受激布里渊散射和喇曼放大在色散补偿光纤中同时产生, 奇数阶和偶数阶斯托克斯光分别从色散补偿光纤两端输出.该结构减少了多个器件造成的插入损耗.最多可得到186个波长数, 调谐范围为28.6 nm, 波长间隔为0.154 nm.加入一段4 m掺铒光纤优化后可将边模抑制比从14 dB提高至20 dB.
光纤激光器 受激布里渊散射 受激喇曼散射 多波长 Fiber laser Stimulated Brillouin scattering Stimulated Raman scattering Multi-wavelength
1 长春理工大学 空间光电技术国家与地方联合工程研究中心, 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022
3 长春理工大学 理学院, 长春 130022
设计了一种双向反馈布里渊-喇曼光纤激光器, 研究了布里渊泵浦对输出特性的影响.布里渊-喇曼光纤激光器由一段7 km色散补偿光纤、1 455 nm喇曼泵浦、可调谐激光器及双反馈环组成.喇曼泵浦功率固定在250 mW, 布里渊泵浦工作波段在喇曼峰值增益处附近, 可得到较多波长数输出.随着布里渊泵浦功率增加, 相邻的布里渊斯托克斯光和经背向瑞利散射的斯托克斯光之间功率差减小, 同时各阶斯托克斯光平均强度增加并达到饱和.受色散补偿光纤中喇曼交叉增益影响, 布里渊泵浦功率由1.8 dBm增加到6.9 dBm, 输出多波长数先增后减.当布里渊泵浦功率为4.4 dBm时, 对应输出波长数最多, 为37个, 波长间隔0.078 nm.
受激布里渊散射 受激喇曼散射 瑞利散射 色散补偿光纤 反馈环 Stimulated Brillouin scattering Stimulated Raman scattering Rayleigh scattering Dispersion compensation fiber Feedback loop
基于激光器频率谱检测技术,沿着光的传输方向分析了光波在谐振式集成光学陀螺系统中的传播，结合输入信号特征，建立频域内的数学模型，通过数值仿真和实验得到了调频检测系统下的解调曲线。按照光的传输方向: 激光器、声光晶体移频器、光波导环形谐振器、探测器，利用贝塞尔函数展开和光场耦合模理论分析了谐振式集成光学陀螺解调特性，及其调频调制检测系统解调输出信号与谐振频率偏差之间的关系。通过数值计算,分析了解调曲线的变化规律,得到了施加在激光器压电陶瓷驱动器上调制波形的最佳调制系数。在实验上搭建了激光器频率调制解调技术系统，得到了解调曲线。数值仿真和实验结果表明，当调制系数M=2时，线性工作区间斜率最大，解调曲线最好。实测形状与理论分析结果相符，从解调信号得到±2×103 rad/s的陀螺动态范围。
谐振式集成光学陀螺 激光频率光谱 解调特性 解调曲线 resonator integrated optical gyro laser frequency modulation demodulation characteristics demodulation curve
