1 广东大湾区空天信息研究院，广东 广州 510700
2 广东省太赫兹量子电磁学重点实验室，广东 广州 510700
3 中国科学院大学，北京 100049
深紫外激光具有光子能量高、波长短等特点，在激光加工、半导体光刻等领域中具有重要的应用价值。固体激光非线性频率变换是实现高功率、高相干性深紫外激光输出的主要方式之一。采用全固态532 nm激光作为基频光、国产商用CsLiB6O10（CLBO）晶体作为频率变换晶体，在基频光功率为34.2 W时，实现了平均功率为14 W、重复频率为100 kHz、脉冲宽度为1.8 ns的266 nm深紫外激光输出，光-光转换效率达到41%。该深紫外光源具有效率高、结构紧凑的优点，验证了国产商用CLBO晶体的实用性，可进一步获得更稳定、更高功率的深紫外激光输出。
激光器 深紫外激光 全固态激光 CsLiB6O10晶体 高功率
中国科学院福建物质结构研究所中国科学院光电材料化学与物理重点实验室，福建 福州 350002
报道了一种高重复频率、宽波段连续可调谐的紫外/深紫外超短脉冲激光器，调谐范围为192~300 nm。该激光器采用可调谐的钛宝石锁模激光器作为基频光源，通过优化设计多级倍频/和频组合与非线性晶体角度，分三个波段进行频率上转换，分别产生了192~210 nm、210~250 nm、250~300 nm的深紫外/紫外激光，最终合成一路覆盖192~300 nm的连续可调谐超短脉冲激光，同时还获得了调谐范围为375~500 nm的紫外/可见光波段的激光输出。光束切换、晶体角度调节、群速补偿、光束指向稳定等过程的电控设计，使得激光器在整个调谐过程中可由程序控制，无需复杂的人工调节，具备了单台激光器的可操控性和实用性。
激光器 非线性激光变频 深紫外激光 超快激光 可调谐
1 长春新产业光电技术有限公司，吉林 长春 130103
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
设计了一种稳定的单纵模273 nm深紫外激光器。采用输出功率为3.5 W、π偏振方向的444 nm激光二极管（LD）与σ偏振方向的441 nm LD的偏振合光作为泵浦源，端面泵浦长度为7 mm的Pr3+∶LiYF4晶体，同时使用长度为5 mm的β-BaB2O4（BBO）晶体进行腔内倍频，利用法布里-珀罗（F-P）标准具进行单纵模的选取。当LD输出总功率为6240 mW时，可获得功率为32 mW的单纵模273 nm深紫外激光稳定输出。测量结果表明：光谱线宽小于80 fm，1 h均方根（RMS）功率稳定性优于1%。本研究方案在光生物学、半导体检测等领域具有较高的应用价值。
激光器 深紫外激光器 单纵模 Pr3+∶LiYF4晶体 法布里-珀罗标准具 中国激光
2023, 50(23): 2301006
张傲翔 1任炳阳 2王芳 1,3,4,5,*刘俊杰 1,3,5刘玉怀 1,3,4,5,**
1 郑州大学电气与信息工程学院电子材料与系统国际联合研究中心，河南省电子材料与系统国际联合实验室，河南 郑州 450001
2 郑州大学计算机与人工智能学院，河南 郑州 450001
3 郑州大学智能传感器研究院，河南 郑州 450001
4 郑州唯独电子科技有限公司，河南 郑州 450001
5 郑州大学产业技术研究院有限公司，河南 郑州 450001
为了提升深紫外激光二极管（DUV LDs）的载流子注入效率，优化其工作性能，提出了阶梯型超晶格（SSL）电子阻挡层（EBL）和楔形（WS）空穴阻挡层（HBL）结构。使用Crosslight软件分别仿真了具有矩形EBL和HBL、矩形超晶格（RSL）EBL和塔形（TS）HBL以及SSL EBL和WS HBL的DUV LDs。仿真结果表明，SSL EBL和WS HBL更有效地增加了量子阱（QWs）中的载流子注入，减少了非有源区的载流子泄漏，提高了辐射复合率，降低了阈值电压和阈值电流，提高了DUV LDs的输出功率和电光转换效率。
激光器 深紫外激光二极管 AlGaN 阶梯型超晶格 阻挡层 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1525001
1 郑州大学信息工程学院电子材料与系统国际联合研究中心，河南 郑州 450001
2 郑州大学传感器研究院，河南 郑州 450001
3 郑州唯独电子科技有限公司，河南 郑州 450001
4 郑州大学产业技术研究院有限公司，河南 郑州 450001
本文提出利用双凹波导层来改善深紫外（DUV）激光二极管（LDs）的辐射复合特性。利用Crosslight软件对四种不同的波导层结构进行了仿真研究。结果表明，双凹下波导层的引入提高了空穴的有效势垒高度，有效地抑制了空穴从多量子阱（MQW）区的泄漏，增加了MQW区载流子的浓度。优化后的结构辐射复合率显著提升，具有更好的P-I特性和光学约束因子，为提高DUV LDs的性能提供了一个有效的解决方案。
激光器与激光光学 深紫外激光二极管 AlGaN 上波导层 下波导层 辐射复合速率 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1514007
1 郑州大学信息工程学院电子材料与系统国际联合研究中心，河南 郑州 450001
2 郑州唯独电子科技有限公司，河南 郑州 450001
3 郑州大学产业技术研究院有限公司，河南 郑州 450001
为了优化深紫外激光二极管（DUV-LD）的电光转换效率与输出功率，提出了单调组分渐变空穴存储层（MCG-HRL）和对称组分渐变空穴阻挡层（SCG-HBL）结构。使用Crosslight软件对采用基础结构、矩形空穴存储层（R-HRL）、MCG-HRL以及MCG-HRL和SCG-HBL的DUV-LD进行了仿真研究。结果表明，采用MCG-HRL 和SCG-HBL能够更加有效地提升DUV-LD量子阱（QWs）内的空穴浓度，减少n型区的空穴泄露，增加QWs内的辐射复合率，降低其阈值电压与电阻，提升其电光转换效率与输出功率。
光学器件 激光技术 深紫外激光二极管 AlGaN 空穴存储层 空穴阻挡层 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0723001
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
介绍了一种利用光锁相环技术实现频率稳定的深紫外激光系统，包含两台253.7 nm四倍频激光器，用于汞原子在二维磁光阱和三维磁光阱的激光冷却。其中，一台深紫外激光器锁定在汞原子的饱和吸收谱线上，用于产生二维磁光阱的冷却光和推送光；另一台深紫外激光器通过1014.9 nm的半导体种子激光之间的光锁相环实现频率稳定，用于产生三维磁光阱的冷却光和探测光，并通过前馈方法将频率切换时间减小到原来的1/23。该系统可以大范围地调整深紫外激光器的频率，高效地利用紫外激光功率，并降低了实验装置的复杂性，从而满足了汞原子激光冷却实验的要求。同时，所提方法适用于其他深紫外激光系统。
激光器 汞原子 激光冷却 深紫外激光 光锁相环
1 郑州大学信息工程学院电子材料与系统国际联合研究 中心, 河南 郑州 450001
2 郑州唯独电子科技有限公司, 河南 郑州 450001
3 郑州大学产业技术研究院有限公司, 河南 郑州 450001
为有效降低深紫外激光二极管 (DUV-LD) 在有源区的电子泄露, 提出了一种阱式阶梯电子阻挡层 (EBL) 结构。利用 Crosslight 软件对矩形、阶梯形和阱式阶梯形三种不同的结构分别进行了仿真研究, 详细对比分析了三种结构器件的能带图、辐射复合率、电子空穴浓度、P－I 以及 V－I 特性等, 结果表明阱式阶梯 EBL 对电子的泄露抑制效果最好, 从而使得器件的光学和电学性能得到优化。
激光技术 深紫外激光二极管 阱式阶梯电子阻挡层 电子泄露 laser techniques deep ultraviolet laser diode AlGaN AlGaN well-type ladder electron barrier electron leakage
1 郑州大学信息工程学院电子材料与系统国际联合研究中心，河南 郑州 450001
2 郑州唯独电子科技有限公司，河南 郑州 450001
3 郑州大学产业技术研究院有限公司，河南 郑州 450001
为改善深紫外激光二极管（DUV-LD）有源区内空穴注入效率低的问题，在传统DUV-LD结构基础上引入空穴存储层（HRL），并将HRL改为Al摩尔分数从n区到p区递减的五阶梯HRL。用Crosslight公司的Lastip软件对该HRL进行数值研究，结果表明，该结构可以获得更高的载流子辐射复合速率和更低的阈值电流。当五阶梯Al摩尔分数递减的HRL位于DUV-LD最后一层量子势垒和上波导层之间时，电子泄漏最小，器件性能得到明显改善。
激光光学 深紫外激光二极管 空穴存储层 空穴注入效率 电子泄漏 激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2314004
