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
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
推导了偏振相干合成后任意方向检偏的光强受束间相位差调制的解析表达式, 并通过实验验证了表达式的正确性。开展了基于偏振鉴相的相干合成实验研究, 用梯度下降算法锁定了两束激光的相位, 获得了稳定的输出功率, 验证了基于偏振鉴相的相干合成技术可行性; 分析了基于偏振鉴相的相干合成技术的优点和对激光器的要求; 提出了一种基于偏振鉴相的可定标放大全口径相干合成方法, 采用多探测器和多级并行相位调制的方法, 解决了随机并行梯度下降（SPGD）算法闭环带宽随合成光束数增加而快速退化的问题。
偏振相干合成 相位探测 随机并行梯度下降算法 外差法 polarization coherent beam combining phase detection stochastic parallel gradient descent algorithm heterodyne method
1 重庆师范大学物理与电子工程学院， 重庆 400047
2 重庆市高校光学工程重点实验室， 重庆 400047
采用脉冲抽运方式可显著改善光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的热效应，大幅度提升激光器的输出功率。用有限元方法数值求解瞬态传热方程，得到激光器中温度升高的最大值随抽运脉冲的变化规律。讨论了抽运光脉冲宽度范围的选择，分析了抽运脉冲重复频率对激光器中温度升高最大值的影响作用，对抽运脉冲的时间宽度进行了优化设计。结果表明，对于基质去除型的InGaAs量子阱垂直外腔面发射激光器，抽运光脉冲的宽度介于1~10 μs时，激光器中最大温升值即明显下降；同时，抽运脉冲的重复频率应限制在50 kHz以内，以满足脉冲间隔大于激光器热弛豫时间的要求，否则激光器中会产生热量的积聚，增加最大温升值。
激光器 面发射激光器 垂直外腔 抽运脉冲 热效应
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
为了研究光束相干合成中偏振态的特性, 取理想矩形光束进行模拟分析。通过改变偏振态的退偏率、偏振态夹角、参与合成的子束数目等, 观察光场在远场叠加的合成效果。讨论了这些因素对远场合成效果的光强分布、峰值功率密度、光束质量β因子等的影响。模拟结果显示：当退偏率小于10%、偏振态夹角小于18°时, 合成后光束质量因子小于1.1。
相干合成 偏振态 退偏率 偏振态夹角 coherent combining polarization degradation rate of polarization angle of polarization
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
针对光束合成的目的和合成光束的特征，对现有的光束质量衡量标准进行了分析，说明了这些标准的不足。提出用广义环围功率比作为新的激光合成的光束质量评价标准。对广义环围功率比进行了阐述，并对其在合成效果方面的评价进行了定性分析。应用广义环围功率比作为合成光束质量评价标准，物理概念清楚，评价合理，在工程测量上容易实现。
高能激光 相干合成 光束质量 评价体系 high power laser coherent combining beam qaulity evaluation system
采用波长为355nm的3倍频Nd:YAG激光器对纸本书画主要材料宣纸上产生的霉菌进行了激光清洗实验研究。清洗机理主要是利用激光光子与霉菌微生物大分子的相互的作用产生光分解效应以及热效应。实验的结果表明,选择适当的激光能量密度,可以实现对霉菌的清洗而不会损伤宣纸基底。激光清洗技术可以安全有效地去除宣纸上的霉菌。
激光清洗 霉菌 宣纸 laser remova mildew rice paper
