设计并制备了一种斜条脊波导结构压应变高偏振度多量子阱超辐射发光二极管。设计的脊波导出光面TiO2/SiO2四层宽带增透膜的TE模式反射率约为10-6, 分析了脊波导角度偏差和膜层厚度偏差对增透膜反射率的影响。实验结果表明, 在250mA直流电流驱动下, 所设计的超辐射发光二极管芯片单管输出功率可达22.7mW, 出射光谱FWHM约为37.3nm, 光谱纹波系数低于0.15dB, TE模式输出光强占主导, 偏振度约为19.2dB。

光功率分配器(OPS)是光子集成电路的基本元件之一,广泛应用于多种领域。功率分配比(PSR)可调的OPS可提高光子集成电路的灵活性,简化光子集成电路系统。提出了一种硅基PSR大范围可调的OPS集成芯片方案,通过将对称2×2多模干涉仪、波导光栅和狭缝结构等硅基器件结合在一起,并改变输入光信号的波长和微型热光调制器两端加载的电压,实现了大范围可调的PSR。实验结果表明,本方案得到的两种OPS结构可分别在6.72 nm和5.56 nm波长范围内实现0.51~36.91和0.88~230.46的PSR变化;在50 ℃的温度变化下,可实现8.58~29.75和5.01~425.43的PSR变化。且该OPS具有尺寸小、质量轻、灵活性高等优势,可广泛应用于光开关、信道划分、功率分配等通信和信号处理领域。

光时域反射仪(OTDR)是通信链路中光纤特性测试的专用仪器, 半导体激光器是OTDR的关键元器件, 激光器的性能直接影响OTDR的测试距离、测试精度等。为适应OTDR的应用需求, 提出并研制了一种非对称分别限制(SCH)激光器, SCH结构可有效提高激光器的输出功率和斜率效率。同时, 采用应变多量子阱结构来提高器件的温度特性。研制的1550nm±20nm工作波长的激光器, 其单模尾纤输出功率大于等于60mW(工作电流300mA, 25℃), 激光器上升/下降时间小于1ns, 完全满足OTDR长距离、高精度测试的使用要求。

针对大功率隧道结半导体激光器因光学灾变损伤(COD)而导致输出光功率无法进 一步提高的问题,通过优化器件材料结构,提高了其COD阈 值.采用标准的半导体 激光器制作工艺,制作了发光区条宽为２００μm、腔长为９００μm的单隧道结半导体激光器. 在脉冲宽度为 ２００ns、重复频率为５kHz的室温下进行 测 试,器 件 峰 值 功 率 超 过 ７０ W,并 且 无 明 显 COD 现 象 发 生. 在 ２０A 工作电流下,器件峰值波长为９０７nm,光谱宽度为７nm,斜率效率为１．８８,接近相同工作电流下单有源层激光器的两倍.

微波光子学利用光子技术实现微波信号的产生、传输、处理及控制, 可突破传统微波技术在带宽、传输损耗和抗电磁干扰等方面的瓶颈, 提升雷达、电子战等信息系统的综合性能。激光器、电光调制器和光电探测器是微波光子技术中的三种核心光电子器件, 其性能对微波光子链路的噪声和动态等指标具有决定性的影响, 但基于分立器件的微波光子系统体积、重量较大, 难以满足雷达、电子战等系统的阵列化需求, 硅基异质集成技术以及高密度低损耗片上光传输互连技术是解决有源器件集成和无源器件集成的关键技术。文章介绍了用于微波光子的硅基激光器、电光调制器、光电探测器和波导的异质集成技术的发展现状, 并探讨了集成微波光子技术的发展趋势。

研制了一种用作光纤激光器泵浦光源内置光栅的976nm激光二极管，分析了外延结构和芯片平面结构设计，并着重对内置光栅进行了理论分析和设计，通过技术研究和工艺优化，研制出了满足系统工程应用的激光二极管，其主要光电性能参数如下：中心波长为976±1nm；光谱半宽小于等于1nm；中心波长温度漂移系数小于等于0.1nm/℃；输出功率大于等于10W；发光条宽度小于等于100μm。

设计了一种张应变与压应变相结合的混合应变量子阱结构超辐射发光二极管，研究了TE模和TM模在器件中的模式增益，分析了影响增益偏振性的因素，在此基础上通过改变有源层量子阱的应变类型、应变量以及层数来达到高增益和偏振不敏感性。最后按设计工艺流程生长了芯片，实验结果表明，所设计的SLD芯片单管输出功率在100mA驱动电流下可达3.5mW，出射光谱FWHM约为40nm，20nm波长范围内偏振度为0.3dB，具有较理想的大功率、宽光谱、低偏振度特性。

分析了设计超辐射发光二极管抗反射膜的光导纳法,介绍了有效折射率的概念.选用TiO3和SiO2两种材料给出了中心波长为850 nm时的设计实例.结果表明设计时要考虑有效折射率,才能获得好的性能.

介绍了808nm准连续半导体激光器及其阵列的腔面镀膜技术,影响激光器波长的因素,封装技术以及输出光的光纤耦合方式。给出了808nm准连续半导体激光器及其阵列现状和发展趋势。