1 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心,北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
基于微机电系统(MEMS)的850 nm可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL),设计了一种双曲线梁结构,以提升器件机械和调谐特性。通过分析传统等截面梁结构的受力情况,提出了双曲线结构优化设计,将梁结构端面的面积增大从而降低最大应力。理论仿真结果表明:优化后器件上反射镜的最大偏移量基本保持不变,支撑梁上下表面的最大应力分别降低了23.4%和17.0%,谐振频率增大了7.9%;当MEMS-VCSEL分别为半导体腔主导(SCD)结构和空气腔主导(ACD)结构时,波长调谐范围分别为16.6 nm和42 nm。该优化方式的优势在于不需要改变激光器的结构,同时可与其他优化方式兼容,具有一定的应用前景。
激光器 垂直腔面发射激光器 可调谐激光器 微机电系统 机械特性 调谐特性
1 杭州兰特普光电子技术有限公司,浙江 杭州 310058
2 浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310012
随着网络带宽需求呈爆发式增长,波分复用技术从主干网下沉到城域网和终端用户侧的接入网,作为波分网络核心器件的低成本可调谐半导体激光器日益受到关注。本文回顾了可调谐半导体激光器的发展历程,分类阐述了不同方案可调谐半导体激光器的工作原理和性能,评析了典型商用可调谐光模块的优缺点,并重点介绍了低成本V型腔可调谐激光器的研究和产业化应用进展。
激光器 半导体激光器 可调谐激光器 V型腔激光器 光学学报
2022, 42(17): 1714003
Author Affiliations
Abstract
1 School of Microelectronics, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
2 State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
3 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
We report a 1.65 µm square-Fabry–Pérot (FP) coupled cavity semiconductor laser for methane gas detection. The laser output optical power can reach 7.4 mW with the side mode suppression ratio about 40 dB. The wavelength tuning range is 2 nm by adjusting the FP cavity injection current, covering the methane absorption line at 1653.72 nm. The lasing wavelength can also be tuned by adjusting the square microcavity injection current or temperature, respectively. Methane gas detection is successfully demonstrated utilizing this laser.
coupled cavity lasers tunable lasers tunable diode laser absorption spectroscopy methane gas detection Chinese Optics Letters
2022, 20(6): 061401
Author Affiliations
Abstract
College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha410073, China
The superfluorescent fiber source (SFS) with tunable optical spectrum has shown great application potential in the sensing, imaging, and spectral combination. Here, we demonstrate for the first time a 2-kW-level wavelength and linewidth tunable SFS. Based on a flexible filtered SFS seed and three stages of fiber amplifiers, the output power can be scaled from the milliwatt level to about 2 kW, with a wavelength tuning range of 1068–1092 nm and a linewidth tuning range of 2.5–9.7 nm. Moreover, a numerical simulation is conducted based on the generalized nonlinear Schrödinger equation, and the results reveal that the wavelength tuning range is limited by the decrease of seed power and the growth of amplified spontaneous emission, whereas the linewidth tuning range is determined by the gain competition and nonlinear Kerr effects. The developed wavelength and linewidth tunable SFS may be applied to scientific research and industrial processing.
fiber amplifiers high power superfluorescent fiber source tunable lasers High Power Laser Science and Engineering
2021, 9(4): 01000e55
1 山东大学信息科学与工程学院,山东 青岛 266237
2 广东瑞盈激光科技有限公司,广东 东莞 523808
回顾总结了各种线宽检测方法,介绍了这些方法的发展过程、原理和所需的实验器材。根据原理的不同,将线宽测量方法分成了基于信号功率谱和基于相位噪声两大类,分析了各种方法中线宽测量精度的限制因素,总结了各种方法在操作时的注意事项,对这些方法的优缺点和对应检测范围进行了全面梳理。根据不同激光器的性能参数和实验条件,推荐了合适的线宽检测方法。最后,在实际应用方面,针对可应用于窄线宽可调谐激光器(广泛应用于相干通信)的线宽测量方法,进行了较为详细的分析与讨论。
光谱学 线宽检测 信号功率谱 相位噪声 窄线宽可调谐激光器 相干通信 激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0900005
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
3 济南量子技术研究院, 山东 济南 250101
实验搭建了基于同步脉冲泵浦的非线性差频中红外光源,利用主-从注入式全光调制技术实现了保偏掺饵和掺镱锁模光纤激光器的被动同步输出,结合高非线性光纤光谱展宽和宽带可调谐滤波器,获得了2940~3260 nm宽波段可调谐的中红外皮秒激光,平均功率为580~926 mW,最大泵浦光转换效率为41%。实验发现,小功率的同步诱导脉冲注入可以大幅降低中红外参量产生的泵浦阈值,从而放宽了高效率中红外产生对高功率泵浦光场的要求。
激光光学 可调谐激光 差频产生 红外激光 同步激光 中国激光
2020, 47(11): 1115001
山东大学信息科学与工程学院,山东省激光技术与应用重点实验室, 山东 青岛 266237
将KTiOAsO4(KTA)Stokes参量振荡器置于LD侧面泵浦的1064 nm调Q Nd 3+∶YAG谐振腔内,通过KTA晶体的非共线受激电磁耦子散射获得在1078.20~1088.20 nm范围内不连续调谐的Stokes激光。该Stokes激光又作为共线拉曼激光器的泵浦源在同一块KTA晶体中实现了受激拉曼散射,通过设计Stokes谐振腔的输出镜透过率,选择对一阶拉曼光进行输出,其在1106.08~1116.62 nm范围内不连续调谐。当LD泵浦功率为94.20 W,重复频率为5 kHz时,在1116.34 nm处得到了最大功率为1.62 W的拉曼激光输出。
激光光学 受激电磁耦子散射 受激拉曼散射 可调谐激光器 KTiOAsO4晶体
提出一种基于中阶梯光栅和数字微镜器件(DMD)的高分辨率C波段可调谐光纤激光器。利用DMD的灵活波长调谐性能和中阶梯光栅的高分辨率特性,在该激光器中设计了具有交叉色散结构的光路准直系统,实现了激光器高精度波长调谐功能。研究结果表明:通过在DMD上远程加载全息图,该激光器可实现1542~1558 nm波长范围内的灵活调谐,调谐精度为0.036 nm,输出信号的3 dB线宽小于0.02 nm,边模抑制比超过40 dB。在室温下,1 h内信号中心波长的漂移小于0.013 nm,功率涨落小于0.07 dB。
激光器 光纤激光器 可调谐激光器 中阶梯光栅 数字微镜器件 光学学报
2019, 39(10): 1014001