作者单位
摘要
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室,吉林 长春 130022
报道了一种由ZnO纳米棒和CuCr1-xMgxO2薄膜组成的新型紫外光电探测器。采用溶胶凝胶法制备CuCr1-xMgxO2薄膜后在水热条件下生长ZnO纳米棒,然后使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及分光光度计对CuCr1-xMgxO2/ZnO的形貌、结构和吸收特性进行表征,研究了CuCrO2/ZnO和CuCr1-xMgxO2/ZnO探测器的紫外光电探测性能。紫外探测实验结果表明:该探测器具有快速响应特性,在-10 V测试电压下的光暗电流比约为CuCrO2/ZnO的2.6倍,响应度相比CuCrO2/ZnO提高了2.3 A/W。CuCr1-xMgxO2/ZnO探测器具有优良的探测性能,而且制备工艺简单,成本低,可批量生产,是一种性能优良的光电探测器,在紫外检测方面具有多种应用。
探测器 Mg2+掺杂 溶胶凝胶法 响应度 光暗电流比 
光学学报
2022, 42(14): 1423001
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of High-power Semiconductor Lasers, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
A novel harmonic mode-locked fiber laser based on nonlinear multimode interference (NL-MMI) in a microfiber-assisted ultrafast optical switch is proposed in this Letter. The microfiber-assisted ultrafast optical switch can be obtained by tapering the splicing point of the graded-index multimode fiber (GIMF) and single-mode fiber, which not only helps to shorten the self-imaging period in GIMF to relax the strict requirement of NL-MMI on the length of multimode fiber, but also improves the harmonic order. In the experiment, with the waist diameter of 15 µm, the repetition rates of the fiber laser can be stably locked at 285 MHz, corresponding to the 16th-order harmonic mode-locking, with the pulse duration of 1.52 ps. Our results provide novel insight into the design of a high-repetition-rate laser and the application of microfibers in the mode-locking device.
multimode interference optical fiber devices laser mode-locking 
Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 010601
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory on High-power Semiconductor Lasers, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
The vector dynamics of solitons are crucial but easily neglected for realizing vortex solitons. In this Letter, we investigate the effect of vector dynamics on cylindrical vector beams (CVBs) implementation and propose a novel technical method to realize femtosecond CVBs based on vector-locked solitons, which are presented as group-velocity-locked vector solitons (GVLVSs) in the experiment. The outstanding vector properties of GVLVSs not only greatly improve the efficiency of solitons converted into CVBs and output power of CVBs (2.4 times and 4.1 times that of scalar solitons and vector change periodical solitons, with the purity of 97.2%), but also relax the obstacle of ultrafast CVBs from the fundamental frequency to the harmonic regime (up to 198 MHz) for the first time, to the best of our knowledge. This is the highest repetition rate reported for ultrafast CVBs based on passive mode-locking. The investigation of the influence of solitons vector dynamics evolution on the realization of CVBs provides guidance for the excellent performance of ultrafast CVBs.
cylindrical vector beam ultrafast optical switch laser mode-locking 
Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 111903
作者单位
摘要
1 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室,长春30022
2 陆装沈阳军代局驻吉林地区军代室,长春1300
设计了一台紧凑型高温激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG脉冲激光器。通过半导体制冷器控制泵浦源工作温度在60℃,其发射中心波长为808 nm,谱线宽度为4 nm。模拟了泵浦源在40℃、50℃和60℃条件下60 s内的温度场分布。实验所用激光增益介质为Nd:YAG晶体,尺寸为φ 5 mm×50 mm,掺Nd3+摩尔浓度为1.0at.%。采用磷酸二氘钾晶体作为电光调Q开关,在泵浦源电脉宽250 μs,重复频率20 Hz、1 Hz条件下,获得最大能量为230 mJ、246 mJ的单脉冲输出,对应的脉冲宽度分别为8.4 ns、7.8 ns。光束发散角约为1.6 mrad。设计的Nd:YAG脉冲激光器总的电-光转换效率大于4.6%。
高温激光二极管 Nd:YAG晶体 脉冲泵浦 大能量 High-temperature laser diode Nd:YAG crystal Pulse pumping Large energy 
光子学报
2021, 50(3): 71
作者单位
摘要
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室,吉林 长春 130022
基于二维材料的非线性光开关是调Q光纤激光器的核心器件,二维材料光开关的浓度会直接影响其非线性光学吸收特性,从而改变脉冲的时域特性。因此,针对二维材料浓度对调Q光脉冲的影响进行了研究,并通过实验制作了基于不同浓度Ti: Bi2Te3可饱和吸收光开关,分析了Ti: Bi2Te3浓度对非线性光学吸收特性的影响,获得了调Q光脉冲的调制深度、脉冲宽度、重复频率和单脉冲能量随不同浓度Bi2Te3的变化关系。最终,针对谐振腔参数对Ti:Bi2Te3浓度进行优化,在泵浦功率为71 mW时,获得了中心波长为1 560 nm、脉冲宽度为8 μs,重复频率为14.2 kHz、平均输出功率2.15 mW、对应单脉冲能量为151.4 nJ的脉冲输出。
光纤激光器 被动调Q 水热合成 Bi2Te3可饱和吸收体 fiber laser passively Q-switched hydrothermal synthesis Bi2Te3 saturable absorber 
红外与激光工程
2020, 49(8): 20190542
作者单位
摘要
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
本文设计了一种紧凑型端面泵浦电光调Q Nd∶YAG激光器。为实现激光器整体结构紧凑, 以快轴准直后的半导体激光器叠阵(Laser Diode Arrays,LDAs)作为泵浦源。使用焦距分别为40 mm和25 mm的球面镜和柱面镜将泵浦光耦合至Nd∶YAG晶体内。利用Tracepro软件模拟了晶体入射端面和出射端面的光场分布。在采用Ф6 mm×30 mm、掺杂浓度10at.%Nd∶YAG晶体作为增益介质时, 入射与出射泵浦光斑分别为5 mm(慢轴)×45 mm(快轴)和3 mm(慢轴)×6 mm(快轴), 吸收效率为83%。利用Ansys软件模拟了在22 ℃和60 ℃条件下Nd∶YAG激光器壳体在360 s内的温度场动态分布。实验结果表明, 本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。在重复频率分别为30 Hz和50 Hz条件下, 获得了单脉冲能量为30 mJ和25 mJ的单脉冲输出, 对应脉冲宽度分别为18 ns和16 ns, 斜效率分别为116%和1471%。实验结果表明, 本文设计的紧凑型激光器可以实现稳定的脉冲激光输出。
固体激光器 Nd∶YAG晶体 电光调Q 准连续泵浦 solid laser Nd∶YAG crystal electro-optic Q-switch quasi continuous pumped 
中国光学
2019, 12(2): 413
作者单位
摘要
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春130022
目前, 利用氧化锌(ZnO)微纳米线结构形成具有自然谐振腔的紫外激光器件引起国内外广泛关注。针对ZnO本征缺陷导致器件发光及稳定性不足等问题, 开展金属局域等离子激元局域场发光增强方面的研究, 对ZnO基紫外激光器件的应用具有十分重要的意义。本文通过理论仿真构建氧化锌微米线结构模型, 对微腔光学损耗及Fabry-Perot(F-P)谐振腔模式演化进行了理论分析。得到ZnO微腔直径变化与F-P谐振模式演化、光学损耗和光强分布的关系。在此基础上通过金属Ag纳米颗粒对ZnO微米线6个表面进行修饰, 发现金属局域表面等离子激元共振耦合效应对微腔周围的损耗光有明显的抑制作用, 并且在金属与微腔的交叉区通过共振耦合效应实现局域场增强。模拟结果表明, 在损耗较大的微腔表面修饰Ag纳米颗粒以后, 光场限域能力提高672%, 而在金属颗粒之间沿X轴方向产生二次耦合现象, 其电场强度更有2倍的增强效果。
F-P谐振腔 金属局域表面等离子激元 光学损耗 局域场增强 F-P resonator metal local surface plasmons optical loss local field enhancement 
中国光学
2019, 12(3): 649
作者单位
摘要
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
为使边发射高功率单管半导体激光器有源区温度降低, 增加封装结构的散热性能, 降低器件封装成本, 提出一种采用高热导率的石墨片作为辅助热沉的高功率半导体激光器封装结构。利用有限元分析研究了采用石墨片作辅助热沉后, 封装器件的工作热阻更低, 散热效果更好。研究分析过渡热沉铜钨合金与辅助热沉石墨的宽度尺寸变化对半导体激光器有源区温度的影响。新型封装结构与使用铜钨合金作为过渡热沉的传统结构相比, 有源区结温降低4.5 K, 热阻降低0.45 K/W。通过计算可知, 激光器的最大输出功率为20.6 W。在研究结果的指导下, 确定铜钨合金与石墨的结构尺寸, 以达到最好的散热效果。
半导体激光器 散热性能 石墨辅助热沉 有限元分析 封装结构 high powder semiconductor laser heat dissipation graphite heat sink finite element analysis package structure 
发光学报
2019, 40(7): 907
作者单位
摘要
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 长春 130022
研究了金纳米颗粒局域表面等离激元共振耦合效应, 并实现了砷化镓薄膜的近场发光增强.通过理论计算金纳米颗粒的吸收光谱及电场分布, 分析金属纳米颗粒形貌尺寸的改变对等离激元共振频率调控及局域场增强效果的影响, 模拟半径为50 nm的金颗粒并实现了35倍近场增强效果.通过对双球型的模拟, 分析了一种金纳米颗粒增强GaAs的积极方式, 即密集颗粒之间的近场耦合形成的“hotspots”.此外, 研究了不同溅射时间及快速退火对金纳米颗粒吸收特性的影响, 发现金纳米颗粒吸收峰位主要位于560~680 nm波段, 而且随着溅射时间的增加发生红移现象.经过快速退火处理后, 金纳米颗粒吸收峰位蓝移到510~550 nm波段, 形成与532 nm激发波长相匹配的共振吸收峰.最后, 实现砷化镓薄膜9.6倍的光致发光增强.
发光增强 局域场增强 共振吸收 金纳米颗粒 光致发光 Luminescence enhancement Local field enhancement Resonance absorption Gold nanoparticle Photoluminescence 
光子学报
2019, 48(5): 0526002
作者单位
摘要
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
为实现局域空心光束的可调谐性,以半导体激光器作为光源,采用贝塞尔光束聚焦法来获得局域空心光束。采用平凸柱透镜和梯度折射率透镜对光束进行整形,以获得发散角可变的激光束,进而得到尺寸可调谐的局域空心光束。数值模拟结果表明,当照射在轴棱锥上的光束发散角在0°~1.5°范围内连续变化时,局域空心光束的最大径向尺寸在90.23~64.05 μm之间可调谐,而局域空心光束的长度在1.85~1.47 mm之间变化。可调谐局域空心光束可显著增加光镊技术的应用灵活性。
激光技术 光束整形 发散角可变 贝塞尔光束 局域空心光束 
中国激光
2018, 45(11): 1105001

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