高速光子晶体面发射激光器研究进展

光子晶体面发射激光器(PCSEL)利用二维光子晶体光栅的布拉格共振实现面发射激光,具有其独特的优势,包括单模性能、在片测试、高功率、低发散角等。相比垂直腔面发射激光器(VCSEL),PCSEL有将近两倍的有源区光限制因子,展现出高速运行的潜力。本文探讨了PCSEL的基本结构和工作原理,并详细分析了影响PCSEL激光器实现高速性能的关键因素。随后,文章系统地介绍了近年来研究者们为实现PCSEL高速性能所做的努力,重点聚焦于通过增强PCSEL的面内限制来缩小激光腔,并提供了相关的研究方向和指导。

带宽超30 GHz的850 nm方形横向耦合腔VCSEL

如今,人们对研究耦合腔面发射激光器结构的兴趣逐渐增加。这种结构通过向主腔施加调制电的同时向每个反馈腔施加直流电来实现带宽提升。然而,单独驱动主腔对器件性能的影响尚未得到深入研究。为了更全面地了解耦合腔激光器,我们设计并制备了边长为30μm×30μm的方形横向耦合腔VCSEL,并研究了在方形横向耦合腔中单独驱动主腔时器件性能的变化。室温下,-3 dB带宽达30.1 GHz,在非归零调制下,在背对背传输速率40 Gbit/s时获得清晰的眼图,相对强度噪声值为-160 dB/Hz。证明了反馈腔在不加驱动的条件下仍会对主腔的性能提供正向作用。设计的TCC-VCSEL器件只需要一个电源驱动,使其适用于高密度集成,为封装集成应用提供了新的思路。

浑善达克沙地春季沙尘暴期间沙尘启动及传输特性研究

沙尘暴是一种强烈的风蚀过程,同时又加剧了荒漠化进程。沙尘气溶胶的生态环境及气候效应已成为国际社会关注的焦点问题。采用"IMGRASS"春季野外实验期间在内蒙古浑善达克沙地东南部的桑根达来观测点得到的沙尘气溶胶的粒谱,计算了该沙地10m高度的沙粒启动速度,并估算了该沙地沙尘气溶胶的传输距离。

用于光通信的高速响应有机电致发光器件

采用直接光强调制的方法,建立了一种新型有机电致发光器件(OLED)的光电信号传输体系,研究了发光层掺杂、发光面积和预置电压对OLED响应速度的影响。结果发现:与发光层为单独的Alq3的器件相比较,掺杂rubrene的发光层的荧光寿命较短,响应较快;减小OLED的发光面积能提高OLED的响应速度,并在0.02 mm2的发光面积上实现了100 Mbit/s的信号传输速度;同时,预置直流电压也能改善OLED的响应速度。最后,提出将柔性OLED与聚合物波导及有机光电二极管结合,实现了一种全有机的柔性光电子体系。

高速公路断面运行车速分布的研究

为了研究高速公路运行车速的分布特征,进而构建基于连续线形变化的运行车速预测模型,利用对射式激光测速仪进行了高速公路断面车速的调研.对采集到的断面车速按照不同的车型、路段等进行数据分析,研究了不同线形组合下实测车速的变化特征,并与IHSDM和《公路项目安全性评价指南》的预测结果进行了比较,然后运用SPSS软件进行了断面运行车速分布形式和分布特征的研究,通过进行四类分布检验,最后确定高速公路断面运行车速呈正态分布.

长春光机所高速垂直腔面发射激光器研究进展

高速垂直腔面发射激光器(VCSEL)是高速光通信的主要光源之一,受数据流量的迅速增长牵引,高速VCSEL正向更大带宽、更高速率方向发展。长春光机所团队通过优化VCSEL外延设计和生长、器件设计和制备、以及性能表征技术,在多个波长的高速VCSEL的调制带宽、传输速率、模式、功耗等性能方面取得了显著进展。实现高速单模940 nm VCSEL 27.65 GHz调制带宽和53 Gbit/s传输速率;通过波分复用基于850 nm、880 nm、910 nm和940 nm高速VCSEL实现200 Gbit/s链路方案;通过光子寿命优化,实现高速VCSEL低至100 fJ/bit的超低能耗;实现1030 nm高速VCSEL 25 GHz调制带宽;实现1550 nm高速VCSEL 37 Gbit/s传输速率。研制的高速VCSEL在光通信等领域有重要应用前景。

超声扫描成像测井仪发射电路

针对小直径井壁超声成像测井仪体积小、工作环境温度高等特点,设计了一种脉冲发射电路。电路利用高效升压芯片产生高压,并解决了电感和芯片产生的电磁干扰问题。选用合适的场效应管作为开关元件,设计了合适的驱动电路,提高了场效应管的开关速度,减小了激励脉冲电压的上升时间,有效提高发射脉冲信号的幅度。试验表明:电路产生的脉冲幅度高、宽度窄,能有效地激励超声换能器,很好地满足了井壁超声检测的要求。

基于LabVIEW的交流伺服电机转速测试方法研究和设计

本文介绍了基于LabVIEW的交流伺服电机转速测试方法。提出了通过工控机控制NI数据采集卡PCI-6251的AO输出信号,通过驱动放大单元后驱动交流伺服电机;同时使用数据采集卡PCI-6251的AI测量红外对管脉冲,从而达到测量电机转速。最后给出了部分程序。

多路高速信号采集、记录与回放系统设计

为了准确地记录测控系统的测量数据,本文提出了一种基于SCSI硬盘的多路高速信号采集、记录与回放系统的设计方法,给出了系统的总体结构,阐述了采集电路的设计、SCSI硬盘控制的设计和抗干扰方法。本文提出的设计方法能满足多种应用场合,具有广泛的应用前景。

改进的小功率直流调速系统

通过对小功率直流调速系统的理论分析与归纳。

核磁共振测井仪发射电路研究

设计了一种用于核磁共振测井仪的脉冲发射电路。利用AD5930产生脉冲数、持续时间和间隔时间可控的周期脉冲序列。采用场效应管H桥电路及专用的驱动芯片,提高了场效应管的开关速度,减小了激励脉冲电压的上升时间。实验表明:电路产生的脉冲幅度高、宽度窄,能有效地激励共振线圈探头,可以满足核磁共振测井的要求。

53 Gbit/s高速单模940 nm垂直腔面发射激光器

制备了不同氧化孔径的940 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL),选取氧化孔径为3,6,9μm的VCSEL进行了测试表征分析。氧化孔径为3,6,9μm的VCSEL的最高输出功率分别为2.92,6.79,10.49 mW,调制带宽分别为27.65,23.34,20.56 GHz。此外,氧化孔径为3μm的VCSEL在整个工作电流下都可实现单模工作,氧化孔径为6μm和9μm的VCSEL在较大电流下呈现少模和多模特性。最后,选取3μm氧化孔径的VCSEL进行数据传输测试,在非归零(NRZ)码下实现了传输速率53 Gbit/s。

高速摄影同步触发光源系统设计及应用

为了解决高速摄影中由于时间短、同步难和照度低导致拍摄不到弹丸的问题,设计了一种同步触发光源系统。该系统以高亮度发光二极管(LED)阵列为光源,采用现场可编程门阵列进行控制。使用MATLAB软件对LED阵列进行仿真后可知,在距光源1m的中心位置上,该阵列光源的最大光照度可以达到9×104Lux。实验中,实验弹出膛时启动相机拍摄,同时输出触发电平同步触发光源系统。结果表明,当实验弹的装药量为0.15g、相机帧频为5000frame/s时,经估算出膛速率大约为100m/s,并且同步触发光源有效地提高了照度和补充光照的同步程度。此研究对提高弹丸测试技术是有帮助的。

垂直腔面发射激光器研究进展

垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)是40多年前被发明的,具有很多独特的优势,例如尺寸小、功耗低、效率高、寿命长、圆形光束以及二维面阵集成等。近年来,VCSEL市场发展迅速,在5G通信、光信息存储、3D传感、激光雷达、材料加工以及激光显示等领域被广泛应用。针对不同的应用需求,VCSEL的功率、速率、能效、高温性能以及波长的多样性等性能都有了长足的进步。本文首先介绍了VCSEL的研究历程和优点特性;综述了VCSEL在高功率、高速、高温下工作等方面的研究进展和应用现状;最后对VCSEL的最新应用做了介绍,展望了VCSEL的市场。

基于PAM4制的高速垂直腔面发射激光器研究进展

短距离光互联技术在云计算、5G通信、物联网技术等方面有重要的商业应用价值。基于高速垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)与多模光纤组成链路、采用直接调制检测、并使用如四电平脉冲幅度调制(Four-level pulse amplitude modulation,PAM4)等的高阶调制模式是现阶段短距离光互联链路方案的首选。本文首先介绍了短距离光互联应用的研究现状;第二部分介绍了VCSEL的发展、结构以及动态参数;第三部分介绍了PAM4调制方法及伴随使用的各种电子技术(均衡,前向纠错,脉冲整形);第四部分介绍了提高单链路速率的波分复用(Wavelength division multiplexing,WDM)技术;最后对以高速VCSEL、多模光纤、直接调制检测、PAM4调制以及波分复用技术的短距离光互联方案应用前景做了总结和展望。

由湿式锅炉烟气脱硫净化器耗碱量考察锅炉SO_2排放总量

通过监测论证了锅炉烟气湿式碱法脱硫净化装置耗碱量与锅炉实际二氧化硫排放速率的关系,分析了净化器循环水pH值变化与锅炉的二氧化硫排放总量之间存在着定量关系。

高速850/980 nm垂直腔面发射激光器的研究进展

垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有低损耗、光束质量好、光纤耦合效率高、调制速率高且易于与其他光电子器件集成等优势,在光互连、光存储、高速传输和通讯等领域得到了迅猛发展。随着大数据时代的到来,对建立高带宽、低损耗的高速光通讯网络提出了更高的要求。因此,近年来VCSEL在面向高速数据通讯中提高调制速率、降低能量损耗等方面得到了广泛的研究。首先介绍了用于短距离数据通讯中的近红外波段850和980 nm VCSEL器件的基本结构,然后从高速性能的影响因素出发对其进行合理的理论设计,综述了近年来850和980 nm VCSEL高速性能的研究进展,最后展望了VCSEL在未来数据通讯领域的发展趋势。

80 Gb/s高速PAM4调制850 nm垂直腔面发射激光器

展示了高速直接调制850 nm氧化物限制垂直腔面发射激光器(VCSEL)的结果。优化设计应变InGaAs/AlGaAs量子阱以实现高微分增益,通过表面刻蚀来调节光子寿命实现响应平坦化。研制的氧化物孔径约7μm的VCSEL具有平坦的频率响应,3 dB调制带宽为24 GHz,相对噪声强度值-155 dB/Hz,未采用任何预加重和均衡技术情况下PAM4调制数据传输速率达80 Gb/s。

高速1550 nm垂直腔面发射激光器研究进展

垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有生产成本低、调制速率高等优点,在光通信领域占有重要地位。随着数据需求量的飞速增长,在长距离信息传输中,具有低损耗的1550 nm波长的VCSEL引起了研究人员的兴趣。本文首先介绍了1550 nm VCSEL的结构,然后讨论了其带宽限制因素以及相应的改进方法,接着从NRZ(不归零)调制和PAM4(四电平脉冲幅度)调制两方面对近年来高速1550 nm VCSEL的研究进展进行了综述,最后展望了高速1550 nm VCSEL在未来光通信领域的发展和应用。

采用BCB平整技术的高速850nm垂直面发射激光器（英文）

垂直腔面发射激光器因其具有低阈值、低功耗、可实现高速调制等优势,广泛地应用于光通信和光互连等领域。寄生电容是影响激光器的调制带宽的主要因素之一。本文通过采用低k值的苯并环丁烯(BCB)平整技术有效地降低了垂直腔面发射激光器的寄生电容。详细研究了BCB平整技术的最优工艺参数,为未来高速垂直腔面发射激光器的制造技术提供参考。低k值BCB平整垂直腔面发射激光器在7μm氧化孔径下3 d B小信号调制带宽可达15.2 GHz。