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
水平谐振腔面发射分布反馈(Surface emitting distributed feedback, SE-DFB)半导体激光器因具有更好的光束质量获得了广泛关注。本文设计了波长为940 nm的水平谐振腔面发射分布反馈半导体激光器, 分析了光栅的结构参数(形状、周期、占空比、刻蚀深度等)对激光器发光特性(线宽、边模抑制比、功率及斜率效率等)的影响。结合二阶光栅、脊形波导、电极及出光口、解理封装等器件工艺, 制备出发光波长为940.3 nm的水平谐振腔面发射半导体激光器, 线宽为0.52 nm, 连续工作模式下发射功率为890 mW。
面发射分布反馈(SE-DFB)半导体激光器 二阶光栅 光栅形貌 耦合因子 surface emitting distributed feedback(SE-DFB) semi second-order gratings grating morphology coupling factor
1 北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室, 光信息科学与技术研究所, 北京 100044
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
太赫兹量子级联激光器(THz QCL)的增益谱较宽,使用普通法布里-珀罗腔时一般为多纵模激射。二阶分布反馈THz QCL可利用表面辐射损耗消除模式简并,实现单纵模激射。采用耦合模理论对单面金属波导二阶分布反馈THz QCL基本参数的计算公式进行了理论推导,并研究了光栅结构参数对其耦合系数、阈值增益、光子密度及外微分量子效率等参数的影响。在以自然解理面为端面的波导上刻蚀占空比约为0.15、有源区深度为0.5 μm的光栅时,激光器的阈值增益较低,腔内光子密度分布相对均匀,能够实现单纵模激射。
太赫兹 量子级联激光器 耦合模理论 二阶光栅 单纵模激射
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
近年来, 水平腔面发射半导体激光器具有高功率、高光束质量及易封装集成等优良性能, 已成为激光器领域的研究热点。本文详细阐述了几种水平腔面发射半导体激光器的结构设计、工作原理以及激光输出特性, 并对该激光器国内外最新研究进展与发展现状进行了总结和论述。在此基础上, 对该激光器的研究方向和发展趋势进行了分析与展望。目前, 水平腔面发射半导体激光器的激光输出功率可达瓦级, 美国Alfalight公司引入曲线形光栅的单一发射器输出功率可达73 W。随着应用领域的不断拓展, 中远红外波段水平腔面发射激光器将成为未来的研究焦点。
面发射 转向镜 二阶光栅 光子晶体 半导体激光器 surface emitting steering mirror second order grating photonic crystal semiconductor lasers
1 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
2 北京工业大学 光电子技术省部共建教育部重点实验室, 北京 100124
本文详细阐述了面发射分布反馈半导体激光器(SE-DFB-LD)的基本工作原理、结构设计及其工作性能, 针对国内外研究最新进展与发展现状进行了总结和评述, 并在此基础上, 对面发射半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。随着面发射分布反馈半导体激光器各性能指标的不断优化提升和后期加工、装调技术的逐渐成熟, 其将不断满足科学研究及工业、**等实际应用领域对半导体激光器的需求, 具有很大的发展潜力。
二阶光栅 面发射 分布反馈 半导体激光器 second-order grating surface emitting distributed feedback semiconductor lasers
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所激发态重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
基于耦合模理论,分析了二阶光栅分布反馈(DFB)激光器的综合出光特性,包括阈值增益、光子密度分布、外微分量子效率等。数值计算结果表明,对于波长为1.55 μm的给定结构器件,二阶光栅占空比对其出光特性影响较大。最后得到优化的光栅占空比为0.43,优化后,腔内光子密度分布均匀,边模抑制比达35 dB,外微分量子效率达47%。
激光器 二阶光栅 端面发射 表面发射 占空比 耦合系数
