Author Affiliations
Abstract
1 Anhui Provincial Key Laboratory of Measuring Theory and Precision Instrument, School of Instrument Science and Optoelectronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
2 School of Electrical Engineering and Automation, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
We investigate the mechanisms to realize the Raman laser switching in a silica rod microresonator with mode-interaction-assisted excitation. The laser switching can be triggered between two whispering gallery modes (WGMs) with either the same or distinct mode families, depending on the pumping conditions. The experimental observations are in excellent agreement with a theoretical analysis based on coupled-mode equations with intermodal interaction terms involved. Additionally, we also demonstrate switching of a single-mode Raman laser and a wideband spectral tuning range up to by selective excitation of distinct mode sequences. The results contribute to the understanding of Raman lasing formation dynamics via interaction with transverse mode sequences and may extend the microcavity-based Raman microlasers to potential areas in switchable light sources, optical memories, and high sensitivity sensors.
nonlinear optics devices Raman laser microresonators Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031407
1 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室, 江西 南昌 330063
2 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230026
氟化钙晶体微腔相比玻璃材料微腔,具有吸收系数小、缺陷少、纯度高、对周围环境湿度不敏感的优势,在微波光子学、陀螺仪和非线性光学等领域具有潜在的应用价值。通过超精密加工技术制备了回转椭球体氟化钙毫米晶体微腔。研发了一套精密加工系统来制备这种微腔,所制得的微腔形状为回转椭球体,微腔结构边缘表面粗糙度低至1.97 nm。使用光纤锥波导与氟化钙微腔实现了高效耦合,此耦合系统展现了高达~10 8的超高品质因子Q值和低至约0.03 nm的自由光谱范围。这些结果证明了针对氟化钙微腔的加工手段具有重要意义,将大大促进其应用。氟化钙微腔的特性也证明了它在光学滤波器、腔量子动力学、非线性光学和陀螺仪等应用中的潜力。
光学器件 光学微腔 超精密加工 光学谐振器 回音壁模式
中国科学技术大学精密机械与精密仪器系光电信息技术实验室, 安徽 合肥 230027
用有限元计算方法仿真了MgF2楔形腔中的色散情况,并研究半径、楔角大小、楔角位置三个参数对整个腔在通讯波段的色散影响。通过从蓝失谐到红失谐的调谐过程,利用得到的色散曲线,根据Lugiato-Lefever方程和热偏移公式仿真孤子的频域和时域图。并且研究了扫描速度、品质因子、泵浦功率等对孤子产生的影响。在结合以往实验和理论基础的情况下,探讨了利用MgF2晶体腔产生孤子的一些重要参数。数据结果对制备低反常色散MgF2楔形腔及在此腔中产生孤子梳具有指导意义。
光学器件 回音壁模式 光频梳 楔形腔 腔孤子
武汉高芯科技有限公司从 2014年开始制备基于 InAs/GaSbII类超晶格的长波红外探测器。在本文中, 报道了像元规模为 640×512, 像元间距为 15.m的长波红外焦平面探测器。在 77 K时, 器件的 50%截止波长为 10.5 .m, 峰值量子效率为 38.6%, 当 F数为 2、积分时间为 0.4 ms时, 测得器件的噪声等效温差为 26.2 mK, 且有效像元率达 99.71%。本文通过分子束外延(molecular beam epitaxy, MBE)技术与成熟的 III-V族芯片技术, 成功地验证了在大于 10 .m的长波波段, 用超晶格代替 HgCdTe实现国产化并大规模量产的可行性。
InAs/GaSb II类超晶格 长波红外 焦平面探测器 InAs/GaSb type Ⅱ superlattice, 640.512, long-wave 640×512
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Precision Machinery and Precision Instrumentation, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, China
2 School of Instrument Science and Technology, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
3 School of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510643, China
4 Science and Technology on Optical Radiation Laboratory, Beijing 100039, China
In this Letter, we demonstrate high-quality (Q), millimeter-size, and V-shaped calcium fluoride crystalline resonators for modal modification. To manufacture such resonators, we develop a home-made machining system and explore a detailed process. With a dedicated polished container, three special polishing steps, including grinding, smoothing, and polishing, are employed to achieve the required surface smoothness, which is characterized by less than 3 nm. An ultra-high-Q factor exceeding 108 is obtained by a coupled tapered fiber. In addition, a customized packaged structure for our disk resonator is achieved. The Q maintenance and stable spectrum are realized by sealing the coupling system in a hard disk. The simple, stable, portable, controlled, and integratable device would provide great potential in optical filters, sensors, nonlinear optics, cavity quantum electrodynamics, and especially some applications that require large resonators such as gyroscopes.
140.3410 Laser resonators 350.3950 Micro-optics 210.4590 Optical disks 220.5450 Polishing Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111401
采用分子束外延工艺方法生长的 InAs/GaSb二类超晶格材料因其独特的能带断带结构, 极大地降低了俄歇复合暗电流, 且其较大的电子有效质量使得隧穿电流进一步降低, 因此超晶格材料成为国内外红外领域研究关注的重点。本文介绍的超晶格中长波双色探测器采用 npn背靠背结构, 阵列规模为 320×256, 像元中心距为 30 .m。其中测得 80 K温度下, -0.1 V偏压工作时中波 50%截止波长为4.5 .m, 0.17 V偏压工作时长波 50%截止波长为 10.5 .m, 对应的峰值量子效率为 45%、33%, 相应的暗电流密度为 5.94×10-7 A/cm2@-0.1 V、1.72×10-4 A/cm2@0.17 V, NETD为 16.6 mK、15.6 mK。
二类超晶格 中长波双色 焦平面阵列 InAs/GaSb InAs/GaSb type-II superlattice mid-/long-wavelength dual band focal plane array
InAs/GaSb II 类超晶格红外探测器因其特殊的能带结构及其自身的材料和器件优势,在红外成像技术上具备极大的应用价值和前景,同时在大面阵长波红外探测器及甚长波红外探测器领域展现出优异的器件性能,并推动世界各国对这一低维半导体研究的持续发展,成为第三代红外探测器技术的最佳选择,并在**建设、医疗、电力、天文学、抗灾方面有着广泛的应用。本文着重介绍了II 类超晶格长波红外探测器器件的制备、焦平面的成像测试以及器件的相关性能。长波探测器器件在77 K条件下10%截止波长为14 μm,峰值量子效率为35%,峰值响应2.6 A/W,峰值探测率接近1×1010cm·Hz1/2·W-1。
II 类超晶格 长波红外 InAs/GaSb InAs/GaSb type-II superlattice LWIR
南京师范大学教育部虚拟地理环境重点实验室, 江苏 南京 210046
2008年11月、2009年4月、2009年6月分别对太湖水体56,31个样点、巢湖水体30个样点进行野外实验。对散射系数与总悬浮物浓度之间的关系进行分析,建立不同季节、不同湖泊散射系数与总悬浮物浓度之间的关系模型,得到比散射系数;建立了不同季节和湖泊的散射系数光谱模型;运用生物光学模型,估算出后向散射概率,并讨论其波谱的依赖性。结论为:1)太湖水体不同季节以及巢湖水体的散射系数与总悬浮物浓度具有较为稳定的线性关系;2)太湖水体不同季节以及巢湖水体具有较为稳定的比散射系数,其值约为0.63 m2/g;3)太湖不同季节的水体、巢湖水体的散射系数具有较为稳定的光谱模型;4)太湖不同季节的水体、巢湖水体的后向散射概率并无光谱依赖性。
海洋光学 散射模型 生物光学 后向散射概率