1 电子科技大学, 基础与前沿研究院, 成都 610054
2 电子科技大学, 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 611731
本文针对激光雷达等中、远距离传感应用, 设计并制备了3结905 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)。通过PICS3D软件对多结VCSEL相邻有源区间距和P型分布布拉格反射镜(DBR)对数进行仿真计算, 设计了具有2λ的相邻有源区间距和14对P型DBR的3结VCSEL。在此基础上, 外延生长和制备了100单元3结905 nm VCSEL阵列, 单元氧化孔径为15 μm。在窄脉冲条件下(脉冲宽度 100 ns, 占空比 0.05%), 该阵列的最大峰值功率达到24.7 W, 峰值功率密度为182 W/mm2。
垂直腔面发射激光器 多结级联 金属有机物化学气相沉积 隧道结 驻波场 窄脉冲测试 vertical-cavity surface-emitting laser multi-diode cascade metal-organic chemical vapor deposition tunnel junction standing wave pattern narrow pulse measurement
1 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，中国科学院超强激光科学卓越创新中心，上海 201800
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
超快超强激光可以在实验室创造出超快时间、超强电场、超强磁场、超高温度及超高压力等多种极端物理实验条件，是当前拓展人类对物质世界认知最强有力的工具之一。在超快超强激光的发展过程中，飞秒四波混频过程在多个方面都发挥着非常重要的作用。本文介绍了飞秒四波混频过程在超快超强激光中近年来的一些进展和应用，系统总结了近年来利用级联四波混频、自衍射效应、瞬态光栅效应、四波光参量放大，以及交叉偏振波产生等飞秒四波混频过程，在宽带高对比度种子激光产生，新颖同心多色涡旋/径向偏振飞秒超快光源构建，“四阶相关仪”等脉冲对比度单发测量仪研制，以及脉冲形状宽度单发测量仪研制等方面的成果与进展。未来，飞秒四波混频过程还可拓展到太赫兹和极紫外等波段，继续为超快超强激光技术的发展做出重要贡献。
四波混频 超快激光 超强激光 脉冲测量 Four-wave mixing Ultrafast laser Ultraintense laser Pulse measurement 光子学报
2022, 51(10): 1014002
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 Optics Valley Laboratory, Wuhan 430074, China
Understanding the ultrafast carrier dynamics and the mechanism of two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDs) is key to their applications in the field of optoelectronic devices. In this work, a single pulse pump probe method is introduced to detect the layer-dependent ultrafast carrier dynamics of monolayer and few-layer excited by a femtosecond pulse. Results show that the ultrafast carrier dynamics of the layered films can be divided into three stages: the fast photoexcitation phase with the characteristic time of 2–4 ps, the fast decay phase with the characteristic time of 4–20 ps, and the slow decay phase lasting several hundred picoseconds. Moreover, the layer dependency of the characteristic time of each stage has been observed, and the corresponding mechanism of free carrier dynamics has been discussed. It has been observed as well that the monolayer exhibits a unique rising time of carriers after photoexcitation. The proposed method can be expected to be an effective approach for studying the dynamics of the photoexcited carriers in 2D TMDs. Our results provide a comprehensive understanding of the photoexcited carrier dynamics of layered , which is essential for its application in optoelectronics and photovoltaic devices.
photoexcited carrier pump probe 2D material single pulse measurement Chinese Optics Letters
2022, 20(10): 100002
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123001
1 哈尔滨理工大学应用科学学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学物理科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
由于超短脉冲测量系统中存在透射元件,脉冲经过测量系统时将被展宽,因此测量结果中存在较大的误差。针对脉冲测量中被展宽的问题,设计了一种全反式超短脉冲测量系统,可实现对更短的超短脉冲的测量。所设计的系统利用菲涅耳双面镜产生时间延迟,利用柱面反射镜、薄晶体和光栅产生光谱,避免了系统中色散的产生。在满足采样率的前提下,对频率分辨光学开关(FROG)迹线采样范围进行分析,获得测量系统所需的时间延迟和倍频带宽,并以此为约束条件,推导了待测脉冲的脉冲宽度与菲涅耳双面镜和柱面反射镜参数的关系。
光学设计 超短脉冲测量 频率分辨光学开关系统 采样率 激光与光电子学进展
2019, 56(15): 152201
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
高能拍瓦激光的高精度脉宽测量对离轴抛物面镜焦斑功率密度的诊断以及光栅损伤阈值的分析都具有重要意义。分析了光束指向性和近场分布的周期性调制这两方面的误差影响。结果表明, 当反射镜稳定性在5 μrad时,光束指向性的误差最大为0.03%。当近场调制周期增加时, 误差降低; 而调制度增加时, 误差增大。另外, 采用镜像结构能降低近场缺陷导致的测量误差。当调制深度为1.5、调制周期大于10时, 综合误差小于20%, 最小可降至10%。镜像结构的误差均小于15%, 最小可降至0。在拍瓦级激光脉宽测量实验中, 证实了近场调制对于脉宽测量的影响及改善效果。
激光器 超短脉冲 单次自相关 高能激光 超短脉冲测量 中国激光
2017, 44(11): 1104001
1 哈尔滨理工大学应用科学学院光电信息科学与工程系, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学物理科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
在分析实际频率分辨光学开关(FROG)迹线噪声来源的基础上, 设计了一种合理的去噪程序; 对含模拟噪声的FROG 迹线分别进行直接重建和去噪后重建, 两者均方值误差相差一个数量级, 证明了该去噪程序的有效性; 搭建了FROG系统, 获得了实际脉冲的FROG迹线, 通过对直接重建和去燥后重建的结果进行对比分析, 发现去噪后重建的脉冲更接近真实的脉冲, 证明了噪声处理的必要性。
超快光学 超短脉冲测量 频率分辨光学开关系统 噪声处理 激光与光电子学进展
2017, 54(9): 093201
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
In order to realize the diagnostics for synchronization of multi-ultrashort pulses, a method to diagnose the synchronization of multi-ultrashort pulses is provided and tested. Taking two beams of picoseconds ultrashort pulses for example, the time division multiplexing method is used. Based on the cross-correlation method, the time synchronization between these two pulses is realized at first. Then, the phase difference of the beams within the range of time synchronization is adjusted. By monitoring the focal spot on far- field can implement the phase synchronization of two pulses. In this scheme, the regulation precision of temporal synchronization and phase synchronization is 6.7 fs and 0.007 π, respectively. The adjustable range of temporal and phase module is 333 ps and 150 π, respectively. The experimental results show that by using this diagnostics scheme the diagnostics for synchronization between two ultrashort pulses can realized.
超快光学 超短脉冲 相干组束 超短脉冲测量 相位测量 ultrafast optics ultrashort pulse coherent beam combination ultrashort pulse measurement phase measurement Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2015, 13(1): 0902004
