1 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
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, 上海 201800
3 中国科学院大学杭州高等研究院物理与光电工程学院, 浙江 杭州 310013
4 马克斯普朗克光科学研究所罗素学部, 德国 埃朗根 91058
5 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
脉冲光孤子相互作用的动力学行为在超快脉冲激光和光孤子通讯等领域有着重要的研究价值和应用前景。锁模光纤激光器作为产生、观测及操控超快孤子脉冲的优秀非线性平台,推动了孤子动力学领域的快速发展。利用基于光子晶体光纤中高频声光效应的被动锁模光纤激光器,研究了大量光孤子的复杂相互作用。光纤激光器腔内的高频声光相互作用产生的相对稳定的光机晶格将激光器分割成了数百个相互独立的势阱,每个势阱可束缚非稳态的多个光孤子,形成了一种宏观(光机晶格)稳定,局部(每个势阱内)存在剧烈脉冲间相互作用的亚稳态工作状态。在实验中,对激光器的偏振态进行调节可实现势阱中孤子数量和孤子能量的调控。研究结果表明,基于光子晶体光纤中声光效应的高频脉冲激光器可被用来研究大量光孤子脉冲的复杂相互作用,有望为孤子动力学的研究提供新的思路和有潜力的研究平台。
激光器 锁模光纤激光器 声光效应 光孤子 光子晶体光纤 孤子动力学 中国激光
2021, 48(19): 1901006
1 中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家重点实验室,上海,200083
2 中国科学院物理研究所,北京,100080
GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器由于其所依据的GaAs基材料较为成熟的材料生长和器件制备工艺,使其特别适合于高均匀性、大面积红外焦平面的应用.报道了甚长波256×1元GaAs/A1GaAs多量子阱红外焦平面器件的研制成果,探测器的峰值波长为15 μm,响应带宽大于1.5 μm.在40 K工作温度下,器件的平均黑体响应率Rp=3.96×106 V/W,平均黑体探测率为D*b=1.37×109 cm·Hz1/2/W,不均匀性为11.3%,并应用研制的器件获得了物体的热像图.
量子阱 焦平面 甚长波 红外探测器
1 山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100
2 山东大学,物理与微电子学院,山东,济南,250100
3 青岛大学,机电工程学院,山东,青岛,266000
4 中国科学院,物理研究所,北京,100080
利用量子干涉效应,提出设计GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器能带结构的方法.此法比K-P方法简便易行,而且随着势垒宽度的增加,两种方法所得结果趋于一致.这表明新方法更适合计算具有较宽势垒超晶格的电子态.另外,用新方法对超晶格样品的光电流谱进行了分析,所得结果比K-P方法更接近实验值.由此证实了量子干涉效应引起的电子能态的存在和新方法在量子阱红外探测器能带结构设计中的实用性.
红外探测器 超晶格材料 量子干涉效应 K-P方法 能带结构 Infrared photodetector Superlattice material Quantum interference effect K-P model Energy band structure
1 山东大学,物理与微电子学院,山东,济南,250100
2 山东大学,信息与工程学院,山东,济南,250100
3 中国科学院物理研究所,北京,100080
4 山东聊城大学,物理科学与信息工程学院,山东,聊城,252059
通过测量多量子阱材料的Raman散射谱,可以预测出:由该种材料制出的量子阱红外探测器的响应峰值波长.它既不需要实际制出量子阱红外探测器,也不需要对多量子阱结构材料进行抛光处理,方法简便,结果可靠.
量子阱红外探测器 响应峰值波长 Raman散射测量 quantum well infrared detector response peak wavel
1 北京大学信息科学技术学院, “量子信息与测量”教育部重点实验室, 北京 100871
2 中国科学院物理研究所,北京 100080
研究一种采用光折变多量子阱器件的无线光通信自差拍接收方案。与寻常相干接收方案相比,省去了中频跟踪电子系统;与量子阱器件零拍方案相比,采用中频窄带滤波器,提高了接收端机的输出信噪比。理论上研究了自差拍相干接收方案,从其物理机制出发,结合信噪比分析,探讨了影响相干接收方案的主要因素。建立了该方案的实验系统,并开展了有意义的实验研究。理论分析及实验结果表明,该方案对激光大气传输所引起的诸多不利影响皆有一定的抑制作用,因而有可能应用于卫星地面激光通信和地面无线光通信系统。
光纤通信技术 光折变多量子阱器件 差拍相干接收 地面无线光通信 星地激光通信
1 山东大学物理与微电子学院,济南,250100
2 中国科学院物理研究所,北京,100080
在T=77 K,测量出掺杂(Si)GaAs/AlGaAs超晶格的拉曼散射谱,观察到拉曼位移分别为223 cm-1和422 cm-1的两个光散射峰.理论分析认为,这两个散射峰是掺杂超晶格的等离子激元与纵光学声子耦合模引起的.这种耦合模引起的光散射峰位置的理论计算值与拉曼测量结果相当一致.
超晶格 等离子激元 纵光学声子 耦合模 superlattice plasmon longitudinal optical phonon coupling modes
1 山东大学光电材料与器件研究所,济南,250100
2 中国科学院物理研究所,北京,100080
测量了GaAs/AlGaAs超晶格在T=77K时的光电流谱,发现在波数v=1589cm-1存在一个强电流峰.理论分析认为,该电流峰与超晶格界面的电子反射有关.据此算出的电流峰位置与实验观测结果一致.
超晶格 界面 电子反射 superlattice interface electron reflection
1 中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家实验室,上海200083
2 中国科学院物理研究所, 北京,100080
对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器器件进行显微荧光光谱(μ-PL)测量,光谱中表征势垒、势阱基态间光跃迁能量位置的荧光峰直接与势垒中Al含量相关,通过光谱实验上对势垒和量子阱带间跃迁能量的确定并结合有效质量理论的计算,获得了Al组分和阱宽值，并由此推算出相应的红外探测响应波长,与光电流谱的实验结果相比吻合良好.这种材料的测量结果有利于器件制备的材料筛选.
量子阱红外探测器 多量子阱 光荧光 峰值响应波长. quantum well infrared photodetectors multi-quantum well photoluminescence peak response wavelength.
1 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家实验室,上海,200083
2 中国科学院北京物理研究所,北京,100080
在分子束外延生长量子阱材料过程中,分析了在不同的GaAs/AlGaAs异质结生长次序中Ga的解吸附速率不同和量子阱中掺杂的扩散造成量子阱结构的不对称,讨论了GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的性能参数相对于正负偏压的不对称性,并与金属有机化合物汽相沉淀法生长的量子阱材料和相应器件进行了比较.发现,采用分子束外延方法生长器件的不对称性更明显.
量子阱红外探测器 不对称性 解吸附速率. QWIP asymmetry desorptionrate.
1 山东大学光电材料与器件研究所,山东,济南,250100
2 中国科学院物理研究所,北京,100080
在77K温度,测量了GaAs/AlGaAs多量子阱结构的光电流,观测到在ν=1589cm-1,即λ=6.29μm附近存在一个强电流峰,分析认为,该电流峰与多量子阱势垒以上的电子干涉有关.根据电子干涉理论计算出的电流峰位置与实验结果非常一致.
多量子阱结构 光电流 电子干涉. multiquantum welll photocurrent electron interference.
