光子学报
2023, 52(12): 1206004
1 中煤科工集团上海有限公司,上海 200030
2 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240
提出了一种利用内调制频率调谐实现高空间分辨率的时间门控数字光频域反射仪(TGD-OFDR)方案,采用电流调谐的分布式反馈(DFB)二极管激光器作为探测光源提供较大的激光频率调谐范围的信号,利用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)分析该DFB激光器的电流-频率响应特性后,由任意波形发生器产生的带有预失真的锯齿波信号驱动该DFB激光器,进而补偿激光器扫频时的非线性,同时采用一台波长可调节的稳频激光器的出射光充当本地稳频参考光。实验测试在74 km的光纤链路上实现了10 cm的空间分辨率,动态范围为23.3 dB。
传感器 光纤测量 时间门控数字光频域反射仪 分布式反馈激光器 预失真
1 山西大学激光光谱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
3 国家电网重庆市电力公司电力科学研究院,重庆 404100
展示一种基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的微型化纳米光纤甲烷传感器。在比尔-朗伯定律的基础上,选择1.6 μm附近的甲烷吸收线,对分布式反馈半导体激光器(DFB-DL)进行波长调制,使用锁相放大器解调出二次谐波信号,建立一套完整的基于纳米光纤的TDLAS系统。使用该系统测量室温下不同入射功率和不同压强对二次谐波信号的影响,同时获得了该系统的压力展宽系数和压力频移系数,发现直径较小的纳米光纤可以对甲烷产生更强的吸收。所设计的纳米光纤传感器是一个在低功率条件下进行微量气体测量的有力工具,在气体种类分析和定量分析方面有着巨大的应用潜力。
激光光谱技术 可调谐半导体激光吸收光谱技术 分布式反馈半导体激光器 纳米光纤 激光与光电子学进展
2023, 60(6): 0628011
1 山东大学 激光与红外系统集成技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266237
2 厦门市三安集成电路有限公司, 福建 厦门 361000
高速波分复用分布式反馈(DFB)激光器是数据通信的核心器件, 其可靠性影响了整个通信系统的可靠性。对自主研发的25 Gb/s 4波长粗波分复用(CWDM4) DFB激光器进行了2种老化筛选(Burn-in)实验和失效分析, 并采用三温法推算了激光器的工作寿命。实验结果表明: 对激光器采用光加速(25 ℃、100 mA)和温度加速(100 ℃、75 mA)相结合的Burn-in方法能够有效激发薄弱激光器的早期失效特征; 采用三温法推算激光器在60 ℃、45 mA环境下长期工作的实际寿命至少为17年。
分布式反馈激光器 可靠性 老化筛选 激活能 寿命 distributed feedback laser, reliability, burn-in,
光子学报
2021, 50(11): 1114003
1 绵阳职业技术学院 电子与信息学院,四川 绵阳 621000
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
温度对分布式反馈(DFB)激光器的性能指标和工作寿命有着重要影响。针对宽温度范围下的激光器应用,分析了激光器温控系统的研究现状及趋势,给出了温控系统的设计原理,采用线性驱动与PID闭环控制方法,应用模拟器件,研制了一种DFB激光器的模拟控温检测系统,并利用该系统对1550 nm的DFB激光器进行了试验验证。结果表明,系统在−55 ℃~70 ℃的全温度范围下,保持长时间工作(≥2 h),激光器的工作状态稳定,中心波长未出现漂移。系统的温度控制精度随着工作环境温度的范围不同而有所差异,在室温环境下可达到±0.02 ℃,在全温范围内控制精度在±0.8 ℃以内,跟踪误差小于±0.5 dB。与传统的激光器温控系统相比,本系统工作温度范围宽、控制精度高,且体积小、成本低、简单可靠,对于温度环境要求较为严苛的DFB激光器应用场景,具有重要的工程实践意义。
TEC驱动 PID补偿 分布式反馈激光器 运算功率放大器 TEC driver PID compensation distributed feedback laser operational power amplifier 强激光与粒子束
2021, 33(11): 111014
1 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
提出并数值验证了一种利用光反馈双模分布式反馈(DM-DFB)半导体激光器产生宽带混沌信号的方法。通过双纵模Lang-Kobayashi方程建立了光反馈DM-DFB半导体激光器的理论模型,探明了宽带混沌信号产生的物理机制为模式拍频,数值分析了模式间隔、偏置电流和反馈系数对混沌带宽的影响。仿真设计了双模激光器,在镜面反馈系统中,高偏置电流和强反馈强度条件下可以产生38.6 GHz的混沌信号。这一结构为宽带集成混沌源提供了一种新思路。
激光器 半导体激光器 双模分布式反馈激光器 宽带混沌 光反馈 光子集成 光学学报
2021, 41(21): 2114001
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
研究了基于BCl3/Cl2电感耦合等离子体(ICP)刻蚀对氮化镓基分布式反馈激光器中光栅的刻蚀, 详细研究了刻蚀气体BCl3/Cl2流量比和压强对刻蚀台面侧壁的粗糙度、陡直度以及刻蚀速率的影响, 发现以SiO2 作为硬掩膜, 刻蚀速率、台面侧壁粗糙度以及陡直度随着刻蚀气体BCl3/Cl2流量比以及压强变化有着显著变化。保持ICP功率和射频功率分别为300 W和100 W, 当刻蚀气体BCl3/Cl2流量比为1、压强为1.33 Pa(10 mTorr), 最终得到200.6 nm/min的可控刻蚀速率、倾角85.3°且光滑的台面侧壁, 实现了在保证光栅侧壁光滑的同时提升侧壁倾角。陡直且光滑的光栅对于提升氮化镓基分布式反馈激光器的器件性能及其稳定性非常重要。
氮化镓 分布式反馈 光栅 电感耦合等离子体刻蚀 gallium nitride distributed feedback grating inductively coupled plasma etching BCl3/Cl2 BCl3/Cl2