Author Affiliations
Abstract
1 College of Physics and Electronic Engineering, Chongqing Normal University, Chongqing 401331, China
2 Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
3 Faculty of Sciences, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
4 National Center for Applied Mathematics, Chongqing Normal University, Chongqing 401331, China
The high peak power of picosecond pulses produced by a self-mode-locked semiconductor disk laser can effectively improve the efficiency of nonlinear frequency conversion. This paper presents the intracavity frequency tripling in a self-mode-locked semiconductor disk laser, and a picosecond pulse train at 327 nm wavelength is achieved. The pulse repetition rate is 0.49 GHz, and the pulse width is 5.0 ps. The obtained maximum ultraviolet output power under mode locking is 30.5 mW, and the corresponding conversion efficiency is obviously larger than that of continuous-wave operation. These ultraviolet picosecond pulses have high spatial and temporal resolution and can be applied in some emerging fields.
third-harmonic generation self-mode locking semiconductor disk laser ultraviolet Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051404
1 重庆师范大学物理与电子工程学院，重庆 401331
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
3 北京工业大学应用数理学院，北京 100124
4 重庆师范大学重庆国家应用数学中心，重庆 401331
利用半导体增益介质中的非线性克尔效应，结合增益芯片上泵浦光斑形成的软光阑，在外腔面发射激光器中实现了重复频率为1.1 GHz、脉冲宽度为4.3 ps的连续自锁模。通过在谐振腔内插入不同厚度的双折射滤波片，实现了可连续调谐的激光波长输出。当双折射滤波片的厚度为2 mm时，获得的波长调谐范围为30 nm，最大输出功率为129 mW，激光器可在964～979 nm波段内维持连续锁模状态，获得的锁模调谐波长范围为15 nm。本文还分析了外腔面发射激光器中启动克尔锁模的机理和条件，同时就双折射滤波片对锁模激光波长的调谐范围进行了讨论。
激光器 垂直外腔面发射激光器 克尔锁模 双折射滤波片 调谐 中国激光
2022, 49(21): 2101004
1 重庆师范大学 物理与电子工程学院, 重庆 401331
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 长春130033
水下无线光通信作为一种新兴的高速水下无线通信技术, 在海洋生态环境监测、资源勘测以及**作战等方面的作用不可小觑, 并已成为全世界竞相争夺的关键性技术。对目前常用的3种水下无线通信方式进行比较, 介绍了水下无线光通信的信道特性, 并阐述水下无线光通信系统中光源、调制、信道编码以及探测等关键技术的研究进展。总结了水下无线光通信技术的发展趋势, 为未来水下无线光通信系统的深入研究和实用化提供了参考。
光通信 水下无线通信系统 光源 调制技术 信道编码 探测 optical communication underwater wireless communication system light source modulation scheme channel coding detection
1 重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 401331
2 中国电子科技集团公司第十三研究所, 河北 石家庄 050051
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
在光泵浦外腔面发射激光器中,分别用Cr 4+∶YAG晶体和半导体可饱和吸收镜SESAM作为可饱和吸收介质,获得了稳定的调Q脉冲输出。使用Cr 4+∶YAG晶体时,调Q脉冲的宽度为10 μs,脉冲重复频率为26.3 kHz。在相同的脉冲重复频率下,用半导体可饱和吸收镜所获得的调Q脉冲宽度为8 μs。基于外腔面发射激光器中增益芯片的量子结构,以及Cr 4+∶YAG晶体和半导体可饱和吸收镜各自的时间特性,分析讨论了两种不同的可饱和吸收介质作用下,外腔面发射激光器中调Q脉冲的形成过程,初步清晰了外腔面发射激光器这一特殊种类的激光器中与调Q过程相关的物理图像。
激光器 调Q 外腔面发射激光器 可饱和吸收 Cr
4+∶YAG晶体; 半导体可饱和吸收镜
1 重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 401331
2 北京工业大学应用数理学院, 北京 100124
以InGaAs多量子阱为有源区材料,以对抽运光透明的AlGaAs/AlAs为后端分布布拉格反射镜材料,采用后端抽运方式,在腔内插入标准具作为滤波元件,通过腔内倍频,获得小型化可调谐的光抽运外腔面发射绿光激光器。作为滤波元件,标准具可压窄基频光的光谱半峰全宽。为了阻止倍频光返回到增益芯片,标准具镀有倍频光高反膜。激光器的基频光调谐范围超过10 nm,倍频绿光在中心波长559 nm处的调谐范围为4 nm,光谱半峰全宽为1.0 nm,最大输出功率为65 mW。
激光器 可调谐波长 外腔面发射激光器
1 重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 400047
2 光电工程与材料重庆市高校重点实验室, 重庆 400047
腔内倍频垂直外腔面发射激光器(VECSEL)具有较大的腔内循环功率，能够获得较为理想的倍频转换效率。综述了腔内倍频VECSEL的研究进展，总结了不同倍频VECSEL中倍频晶体的使用情况，并通过倍频VECSEL获得的不同波长分析了倍频VECSEL的发展趋势及未来工作所面临的一些问题。
激光器 倍频 外腔 面发射激光器 激光与光电子学进展
2016, 53(9): 090001
1 重庆师范大学 物理与电子工程学院，重庆 400047
2 重庆师范大学 重庆市高校光电材料与工程重点实验室，重庆 400047
3 重庆师范大学 重庆市光电功能材料重点实验室，重庆 400047
4 四川机电职业技术学院 材料工程系，攀枝花 617000
热效应是限制外腔面发射激光器（VECSEL）输出功率和光束质量的主要原因。为了优化VECSEL增益芯片有源区量子阱的设计，降低激光器的热效应，提高斜效率和输出功率，采用光致荧光谱方法，对设计波长980nm VECSEL自发辐射谱的热特性进行了实验研究。取得了不同热沉温度下边发射和面发射谱随温度的变化数据。结果表明，反映有源区量子阱自身特性的边发射谱峰值波长随温度升高的红移速率是0.5nm/K，而受到增益芯片多层结构调制的面发射谱峰值波长随温度升高的红移速率只有0.1nm/K；由于受到VECSEL增益芯片中微腔的限制，面发射谱分离为多个模式，分别与微腔的腔模对应。可见对量子阱的发射波长及微腔腔长做预偏置优化处理，可以显著改善激光器的输出性能。
激光器 外腔面发射激光器 光致荧光谱 热特性 lasers external-cavity surface-emitting laser photoluminescence spectrum thermal characteristic
张鹏 1,2,3,*蒋茂华 1,2,3朱仁江 1,2,3崔玉亭 1,2,3张玉 1,2,3
1 重庆师范大学物理与电子工程学院, 重庆 401331
2 重庆市高校光电材料与工程重点实验室, 重庆 401331
3 重庆市光电功能材料重点实验室, 重庆 401331
优化有源区的量子结构和改善热管理，是提高外腔面发射激光器输出功率的关键。以上两项措施都基于对激光器准确的热分析，依赖于热导率这一关键的材料参数。鉴于外腔面发射激光器中多量子阱和分布布拉格反射镜均为典型的纳米结构，考虑纳米尺度传热特性，用三种不同的解析方法，分别计算了不同厚度GaAs/AlAs 分布布拉格反射镜的热导率，并与已有实验报道对比，优选出更适合于计算GaAs/AlAs 材料系纳米结构热导率的一种方法。采用优选出的方法，对980 nm 外腔面发射激光器中InGaAs/GaAs 多量子阱和GaAs/AlAs 分布布拉格反射镜的热导率进行计算，发现分布布拉格反射镜的法向热导率只有块体材料数值的约40%，多量子阱的法向热导率则略小于块体材料数值的一半。把所得热导率数据用于增益芯片中温度上升的数值分析，结果与实验相符。
激光器 热导率 面发射激光器 外腔 纳米结构 中国激光
2015, 42(11): 1102001
重庆师范大学 物理与电子工程学院 重庆市高校光学工程重点实验室, 重庆 400047
外腔面发射激光器的GaAs基质厚度大, 热导率低, 严重阻碍有源区热量的扩散, 影响激光器功率的提高。为了去除激光器的GaAs基质, 采用硫酸系酸性腐蚀, 通过改变腐蚀液浓度和腐蚀温度来比较腐蚀液对GaAs基质的腐蚀影响,并采用原子力显微镜照片表征了腐蚀表面的粗糙度。结果表明, 当腐蚀液的体积比V(H2SO4)∶V(H2O2)∶V(H2O)=1∶5∶10, 腐蚀温度为30℃时, 腐蚀速率适中, 为5.2μm/min, 腐蚀表面粗糙度2.7nm, 腐蚀总体效果较为理想。较好的GaAs基质腐蚀效果为外腔面发射激光器衬底去除腐蚀阻挡层的选择性腐蚀提供了基本的保障。
激光器 外腔面发射激光器 酸性腐蚀 GaAs基质 lasers external-cavity surface-emitting laser acid etching GaAs substrate
