1 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
2 苏州长光华芯光电技术股份有限公司，江苏 苏州 215163
报道了基于半导体碟片激光倍频实现的高功率青色（蓝绿光）激光，连续输出功率可达到4.8 W。通过半导体碟片热管理优化和金刚石热沉预金属化，获得了最大功率为22.5 W、光-光转换效率为42.7%的980 nm基频光输出。通过V型腔LBO（LiB3O5）晶体倍频实现了4.8 W 490 nm激光输出，总的光-光转换效率为15.4%，单位泵浦面积产生的蓝绿光光强为3.8 kW/cm2。
激光器 半导体碟片激光器 封装工艺 光泵浦 腔内倍频 中国激光
2023, 50(23): 2301004
Author Affiliations
Abstract
Fudan University, Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures (Ministry of Education) and Department of Physics, State Key Laboratory of Surface Physics, Shanghai, China
Dynamically controlling terahertz (THz) waves with an ultracompact device is highly desired, but previously realized tunable devices are bulky in size and/or exhibit limited light-tuning functionalities. Here, we experimentally demonstrate dynamic modulation on THz waves with a dielectric metasurface in mode-selective or mode-unselective manners through pumping the system at different optical wavelengths. Quasi-normal-mode theory reveals that the physics is governed by the spatial overlap between wave functions of resonant modes and regions inside resonators perturbed by pump laser excitation at different wavelengths. We further design/fabricate a dielectric metasurface and experimentally demonstrate that it can dynamically control the polarization state of incident THz waves, dictated by the strength and wavelength of the pumping light. We finally numerically demonstrate pump wavelength-controlled optical information encryption based on a carefully designed dielectric metasurface. Our studies reveal that pump light wavelength can be a new external knob to dynamically control THz waves, which may inspire many tunable metadevices with diversified functionalities.
dynamic metasurfaces terahertz quasi-normal-mode theory optical pumping Advanced Photonics
2023, 5(2): 026005
1 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
高精细度光学微腔是强耦合腔量子电动力学(QED)实验系统的核心。然而,受限于光学微腔有限的介入空间,被光学腔俘获的原子内态很难得到有效的初始化处理。通过选用与原子基态及更高阶激发态相互作用的光场,有效避免了微腔腔镜对介入空间的限制,实现了对光学微腔内的原子内态的光泵浦及原子态(自旋极化)的有效制备。同时,基于强耦合光学微腔与腔内不同原子内态的耦合强度差异,建立了一套用于描述和优化腔内原子极化率的模型,最终获得了85%的腔内铯原子的态制备效率。
原子与分子物理学 原子自旋极化 光学微腔 强耦合 光泵浦
1 中国科学院 理化技术研究所，北京 100190
2 中国科学院 固体激光重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京100190
自适应光学技术广泛应用于大型地基光学望远镜，以校正大气扰动造成的波前畸变，使望远镜达到近衍射极限分辨率，实现对观测目标的清晰成像。激光钠导引星作为自适应光学校正的信标源，是自适应光学望远镜的核心技术之一。介绍了589nm光抽运垂直外腔面发射半导体钠导引星激光器和掺Dy3+晶体作为增益介质直接发射589nm激光的固体激光器的最新研究进展。这些方案因其具有体积小、效率高、可靠性高、成本低、易维护等优势，被认为是新一代钠导引星激光器有潜力的发展方向。
激光技术 自适应光学 钠导引星激光 光抽运垂直外腔面发射半导体激光器 掺Dy3+晶体 laser technique adaptive optics sodium guide star laser optical pumping vertical external cavity semicondu Dy3+-doped crystal
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
为了提高表面放电光泵浦源的寿命, 以Al2O3陶瓷作为放电基板, 研制了分段表面放电光泵浦源。基于放电电压和电流波形, 详细研究了泵浦源的放电周期, 放电通道电阻, 能量沉积效率和等离子体功率密度。发现泵浦源的放电周期、放电通道电阻和能量沉积效率均随放电间隙长度和混合气体气压的增大而变大, 随充电电压的增加而减小; 而等离子体功率密度主要取决于充电电压和放电间隙长度, 基本不随混合气体气压的改变而变化。在充电电压为268 kV, 气压为100 kPa, 放电间隙长8 cm的条件下, 泵浦源的能量沉积效率约为82％, 等离子体功率密度达到了936 MW/cm。实验研究表明: Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源具有良好的放电特性, 较同等条件下聚四氟乙烯表面放电光泵浦源的等离子体功率密度更高, 可产生更强的真空紫外辐射, 辐射亮度温度大于23 kK。Al2O3陶瓷表面放电光泵浦源适用于光泵浦XeF2气体形成大功率XeF(C-A)蓝绿激光。
激光技术 XeF(C-A)蓝绿激光 光泵浦源 分段表面放电 能量沉积效率 laser technology XeF(C-A) blue-green laser optical pumping source sectioned surface discharge energy deposition efficiency
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
高阈值是实现直接电驱动聚合物激光器的主要障碍。本文采用性能优异的蓝光材料-聚芴(PFO)作为激光增益介质, 根据腔量子电动力学原理, 设计出结构合理的平面光学微腔, 通过减薄聚合物层厚度的方法进一步降低有源层材料自吸收; 采用两种不同材料体系的分布布拉格反射镜(DBR)构筑光学微腔, 减小顶部DBR制备过程中引入的额外光损耗, 获得了低损耗、高Q值的光学谐振腔; 有效调控PFO的自发发射和受激发射特性, 最终实现了峰值波长位于443 nm、阈值仅为30 mW/cm2的光泵浦低阈值聚合物激光器。
光泵浦 低阈值 光学微腔 聚合物激光器 聚芴 optical pumping threshold optical microcavity polymer laser polyfluorene
1 中国科学院理化技术研究所中国科学院固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
与传统的边发射半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有光束质量好、阈值电流低、易于二维列阵集成和制造成本低廉等优点。近年来,以VCSEL为基础发展起来的电抽运和光抽运垂直外腔面发射激光器(VECSEL),在获得高的输出功率和光束质量的同时,可以通过在腔内插入光学元件,实现腔内倍频、波长可调谐和锁模等激光技术,在激光领域很有竞争力。本文介绍了面发射半导体激光器的结构、工作原理及性能优势,综述了其在高功率输出、可调谐技术、锁模技术等方面的研究现状与进展,探讨了该类型激光器的发展前景。
激光器 垂直腔面发射半导体激光器 电抽运 光抽运 高功率 可调谐技术 锁模技术 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050006
1 西南技术物理所 驻西南技术物理所军代室, 四川 成都 610041
2 天津大学 精密仪器学院, 天津 300072
为在太赫兹波段的遥感生物探测预警雷达系统、光电对抗、成像探测以及高速通信提供小型野外使用的军用全固态紧凑太赫兹辐射器, 研制了一种小型便携式太赫兹辐射器的光泵浦源, 采用了无热电制冷器(TEC)温度控制的二极管泵浦Nd:YAG固体激光, 激光输出能量150 mJ, 脉冲宽度最小6 ns, 激光重频最大30 Hz, 激光束散角最小约1 mrad。用这样的泵浦源进行光泵浦TPO-THz, 产生的1.63 THz波的单脉冲能量为2.98 μJ, 对应的THz波能量转换效率为1.92×10-5。
便携式 光泵浦 太赫兹辐射器 portable optical pumping terahertz radiator 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(4): 529
中山大学 电子与信息工程学院 光电材料与技术国家重点实验室， 广州 510006
氮化镓基微盘结构光学谐振腔具有波长选择范围宽、模式体积小和激射阈值低等特点，其在腔量子电动力学、低阈值激光器、生物传感器等方面具有重要的研究价值。通过优化制备微盘的干法刻蚀工艺及选择性湿法腐蚀技术，制备出侧壁陡峭且光滑的高Q值Si衬底GaN基回音壁模式微盘谐振腔，该微盘谐振腔的制备工艺简单、表面损伤小。在室温、266nm短波长激光泵浦条件下，微盘谐振腔激光器实现了激射，阈值为2.85MW/cm2 ，Q值达到2161。
微盘 干法刻蚀 回音壁模式 品质因子 光泵浦 GaN GaN microdisk dry etching whispering gallery mode quality factor optical pumping
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
在基于Ramsey作用的原子钟里，受限于原子的相干时间及晶振的相位噪声，自由演化时间不能太长。提出了大失谐光无破坏测量方法，利用该方法获取了原子相位数据，并将其反馈到微波相位上，从而实现了原子相位反馈，有效地延长了自由演化时间。分别从理论和实验上验证了这种周期性反馈作用的可行性。
原子与分子物理学 原子相位反馈 大失谐光探测 脉冲光抽运 原子钟
