Minghui Li 1,2Renhong Gao 1,2Chuntao Li 3,4Jianglin Guan 3,4[ ... ]Ya Cheng 1,2,3,6,7,**
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-Intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 XXL—The Extreme Optoelectromechanics Laboratory, School of Physics and Electronic Science, East China Normal University, Shanghai 200241, China
4 State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, East China Normal University, Shanghai 200062, China
5 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 200031, China
6 Shanghai Research Center for Quantum Sciences, Shanghai 201315, China
7 Hefei National Laboratory, Hefei 230088, China
We demonstrate single-mode microdisk lasers in the telecom band with ultralow thresholds on erbium-ytterbium co-doped thin-film lithium niobate (TFLN). The active microdisk was fabricated with high-Q factors by photolithography-assisted chemomechanical etching. Thanks to the erbium-ytterbium co-doping providing high optical gain, the ultralow loss nanostructuring, and the excitation of high-Q coherent polygon modes, which suppresses multimode lasing and allows high spatial mode overlap between pump and lasing modes, single-mode laser emission operating at 1530 nm wavelength was observed with an ultralow threshold, under a 980-nm-band optical pump. The threshold was measured as low as 1 µW, which is one order of magnitude smaller than the best results previously reported in single-mode active TFLN microlasers. The conversion efficiency reaches 4.06 × 10-3, which is also the highest value reported in single-mode active TFLN microlasers.
lithium niobate microcavities microdisk lasers 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041301
单恒升 1,2,*李明慧 1,3李诚科 1,3刘胜威 1,3[ ... ]李小亚 4
作者单位
摘要
1 陕西科技大学材料原子·分子科学研究所,西安 710021
2 西安电子科技大学,宽禁带半导体材料教育部重点实验室,西安 710071
3 陕西科技大学材料科学与工程学院,西安 710021
4 西北大学信息科学与技术学院,西安 710127
本文利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在(001)面图形化蓝宝石衬底(PSS)上生长了一种含有AlGaN-InGaN/GaN MQWs (multiple quantum wells)-AlGaN双势垒结构的高In组分太阳能电池外延材料。高分辨率X射线衍射(HRXRD)和光致发光(PL)谱分析表明,与含有AlGaN电子阻挡层的低In组分的量子阱结构太阳能电池外延材料相比,该结构材料具有较小的半峰全宽(FWHM),计算表明:此结构材料的位错密度降低了一个数量级,达到107 cm-2;同时,有源区中的应变弛豫降低了51%;此外,此结构材料的发光强度增强了35%。研究结果表明含有AlGaN双势垒结构的外延材料可以减小有源区的位错密度,降低非辐射复合中心的数目,增大有源区有效光生载流子的数目,为制备高质量太阳能电池提供实验依据。
金属有机化合物化学气相沉积 太阳能电池外延材料 AlGaN双势垒结构 位错密度 光生载流子 metal organic chemical vapor deposition solar cell epitaxial material AlGaN double barrier structure InGaN/GaN MQWs InGaN/GaN MQWs dislocation density photo-induced carrier 
人工晶体学报
2023, 52(1): 83
作者单位
摘要
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西 太原 030051
2 中北大学仪器与电子学院,山西 太原 030051
3 电子测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051
近场光镊是基于近场光学理论建立起来的可以对微粒实现稳定捕获和操作的新技术,相较基于单光束梯度力的传统远场光镊,近场光镊克服了光学分辨率衍射极限和热效应等众多因素的限制,可以实现对纳米量级微小粒子的捕获和操控,在物理学、细胞工程、生物医学等领域备受关注。首先阐述了基于倏逝场近场光镊的模型和捕获的基本原理,详述了棱镜全反射光镊、探针型光镊、纳米孔径光镊、聚焦倏逝场光镊、微纳光纤光镊、以及微谐振腔耦合结构型近场光镊的研究进展。最后,重点介绍了光镊在生物医学领域的应用。
近场捕获 倏逝场 近场光镊 梯度力 near-field trapping evanescent field near-field optical tweezers gradient force 
红外与激光工程
2015, 44(3): 1034
作者单位
摘要
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,电子测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051
:针对集成光学陀螺中核心敏感单元难以同时实现集成化和高灵敏度问题,提出了硅基二氧化硅楔角型谐振腔的制作方案。通过理论分析得出,由光电探测器散弹噪声引起的陀螺极限灵敏度与谐振腔的直径和品质因数乘积(D×Q)成正比。运用MEMS工艺,制作出直径达1.5 cm、楔角22°的谐振腔;通过控制氧化硅腐蚀时掩膜层的参数,获得了不同楔角的谐振腔,并论述了腐蚀楔角跟掩膜层参数的关系。通过耦合测试,该谐振腔品质因数为2×106,理论上采用上述谐振腔研制的陀螺, 其极限灵敏度可达6 (°)/h。
大尺寸楔型腔 集成光学 陀螺灵敏度 氧化硅腐蚀 large dimension wedge-resonator integrated optics sensitivity of gyroscope silica corrosion 
红外与激光工程
2015, 44(2): 0747
李明慧 1,2,*骆亮 1,2马可贞 1,2仇海涛 1,2[ ... ]闫树斌 1,2
作者单位
摘要
1 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
为了改善光学波导较大的侧壁粗糙度,探究分次氧化工艺相比于单次氧化工艺的优势,运用微机电系统(MEMS)工艺制备了绝缘体上硅环型谐振腔和跑道型谐振腔,并通过单次氧化工艺和二次氧化工艺对其进行优化处理。理论分析并仿真了粗糙度、散射损耗和光学谐振腔传输特性之间的关系。实验结果显示,相同的氧化深度下,相比单次氧化工艺,二次氧化工艺获得了较窄的半峰全宽(FWHM)、较高的品质因数(Q)和较低的传输损耗。研究结果为波导表面光滑研究提供了重要的参考依据,同时对于高Q 值、低损耗谐振腔的制备及其在滤波器、生物传感和光学陀螺等相关领域中的应用具有重要的研究意义。
集成光学 光学谐振腔 耦合实验 氧化 品质因数 
中国激光
2015, 42(5): 0508005
骆亮 1,2,*李明慧 1,2马可贞 1,2张安富 3[ ... ]闫树斌 1,2
作者单位
摘要
1 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
2 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
3 中北大学 电子测试技术国家重点实验室, 太原 030051
基于绝缘体上硅材料(SOI)的微环谐振腔作为各种集成微光学器件的核心部件, 其传输特性的好坏直接决定微光学器件的性能优劣。结合微环谐振腔理论和多光束干涉原理对微环谐振腔测试信号中纹波的产生原因和影响因素进行了分析, 通过耦合实验测试得到了纹波信号的特征参数并进行了分析, 实验结果与仿真分析吻合。进一步分析了耦合光栅刻蚀深度对纹波幅值的影响及原因, 为微环谐振腔结构参数的进一步优化和微环谐振腔传感系统误差分析提供了依据。
微环谐振腔 多光束干涉 纹波 光栅 micro-ring resonator Fabry-Perot interferometer ripple signal gratings 
强激光与粒子束
2015, 27(2): 024121
作者单位
摘要
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
运用微机电系统(MEMS)工艺制备了不同耦合间距的微环谐振腔,针对耦合间距对耦合系数、谐振深度的影响,进行了理论分析与仿真,并对结构进行耦合实验测试。测试结果表明,随着微环耦合间距的增加,耦合系数减小,谐振深度变浅,这与理论仿真一致。实际计算了相应的耦合效率、3 dB带宽及品质因数,随着耦合间距增大,耦合效率降低,3 dB带宽也随之变窄,微环谐振腔的品质因数逐渐提高。研究结果为微环谐振腔的进一步优化设计及其在相关领域中的研究与应用提供了依据。
集成光学 微环谐振腔 耦合实验 耦合间距 
中国激光
2014, 41(6): 0610001

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