1 海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电子功能材料重点实验室,半导体激光海南省国际联合研究中心,海南 海口 571158
2 新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院,新加坡 639798
3 新加坡南洋理工大学淡马锡实验室,新加坡 637553
4 中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室,北京 100083
5 长春理工大学高功率半导体激光器国家重点实验室,吉林 长春 130022
2 μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2 μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967~2033 nm)。
硅光集成 可调谐外腔半导体激光器 环形谐振腔 光波导终端
红外与激光工程
2023, 52(3): 20220871
1 兰州空间技术物理研究所 空间环境材料行为及评价技术国防科技重点实验室,兰州 730000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049
为验证La掺杂对于掺铒光纤抗辐照性能的影响,采用La掺杂光纤与无La掺杂光纤进行光纤辐照实验。使用60Co辐照源在常温下对光纤进行累积剂量100 krad,剂量率6.17 rad/s的辐照实验。结果发现,La掺杂光纤在1 200 nm处损耗为0.030 67 dB(km·krad),相比于无La掺杂光纤0.039 53 dB(km·krad)更低,且La掺杂光纤在辐照环境下的增益变化更小。通过光纤吸收谱和EPR谱辐照前后的对比,确定了Al-OHC缺陷为影响光纤辐致损耗的关键因素。La掺杂可以在一定程度上代替Al作为Er离子的分散剂从而增强光纤的抗辐照能力,且La掺杂对光纤的增益性能不会产生负面影响。该研究可为后续特种光纤在空间应用中的抗辐射加固设计提供参考。
激光通信 掺铒光纤 辐射效应 γ辐照 镧掺杂 Laser communication Erbium-doped fiber Radiation effects Gamma irradiation Lanthanum doping
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京 100191
燃烧是工业界广泛使用的一种能量转换机制,实时掌握燃烧场燃烧状况对优化燃烧条件和探究燃烧规律具有重要意义。激光吸收光谱(LAS)技术作为一种测量灵敏度高、响应迅速的非接触测量手段,与计算层析成像(CT)技术相结合,可同时实现火焰温度和组分浓度分布的可视化测量,并进一步分析燃烧反应规律。近年来,LAS技术以其测量系统简单、环境适应性好等优势,在复杂燃烧场参数诊断领域得到了广泛应用。综述了激光吸收光谱层析成像技术及其在复杂燃烧场动态监测中的应用,主要从激光吸收光谱层析成像传感器、数据采集系统、层析成像算法和复杂燃烧场实时动态监测等方面进行介绍。
激光吸收光谱 计算层析成像 燃烧场 动态监测 温度 组分浓度 中国激光
2022, 49(19): 1904002
1 贵州大学物理学院,贵州 贵阳 550025
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室和超强激光科学卓越创新中心,上海 201800
3 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心,北京 100049
基于光电流模型,通过数值模拟和理论分析,研究了静电场幅值对飞秒激光气体微等离子体中太赫兹辐射的影响。结果显示,随着外加静电场幅值的增大,太赫兹辐射的强度呈线性增大;当外加电场极性相反时,太赫兹波形整体反转;当外加电场与线偏振激发激光的偏振方向呈一定夹角时,太赫兹辐射的偏振方向完全由外加电场方向决定。数值模拟结果与已有的实验结果相符。理论分析表明,这个线性依赖、极性反转以及夹角依赖均源于等离子体产生之后的静电加速的主导作用。
激光光学 超快激光 激光成丝 太赫兹辐射 静电场 数值模拟 中国激光
2022, 49(11): 1114001
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
具有高功率及高亮度激光特性的锥形半导体激光器在激光加工、自由空间通信、医疗等领域具有广泛的应用前景。本文基于广角差分光束传播法(WA-FD-BPM), 对980 nm锥形半导体激光器进行了仿真模拟, 详细分析了不同结构参数(脊形区刻蚀深度、锥形角度、不同脊形区/锥形区长度比、锥形区刻蚀深度、前腔面反射率)对器件光束质量和P-I-V特性的影响。分析认为, 锥形区波导的几何损耗是导致器件斜率效率降低的主要因素, 光泵浦效应是影响锥形激光器光束质量变差的重要因素, 可通过降低器件的前腔面反射率来改善光束质量。研究结果可为锥形激光器的性能优化提供参考。
锥形半导体激光器 广角差分光束传播法 光束质量 光场分布 tapered semiconductor laser wide-angle differential beam propagation beam quality optical field distribution
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
为了抑制宽条形半导体激光器的热透镜效应, 提高慢轴光束质量, 本文提出并制作了一种微热通道电极结构激光器。该芯片p面注入区电极处被设计为较厚的高热导率的电极结构, 封装后激光器两侧与热沉之间形成空气间隙, 抑制激光器有源区横向热流, 使激光器内温度分布均匀, 有效地降低慢轴发散角。对该激光器的封装模型进行了稳态热分析, 优化了微热通道电极结构的厚度和宽度, 并制作了波长为940 nm的微热通道电极结构激光器。测试结果表明, 在注入电流为2 A时, 微热通道电极结构激光器的发散角相对于普通电极结构激光器降低了24%, 有效地降低了激光器慢轴光束发散角。
宽条形半导体激光器 热透镜 微热通道电极结构 慢轴发散角 wide stripe semiconductor laser thermal lens microthermal channel anode structure slow-axis divergence angle