两段式DFB半导体激光器波长调谐实验研究

采用国产普通折射率耦合型两段式DFB半导体激光器进行了波长调谐实验研究，实验结果表明，通过分别调节激光器两段的工作电流，不仅可以使器件单模工作，而且还能进行波长调谐。波长调谐范围为6．2nm，连续波长调谐范围为0．9nm。

两段式DFB半导体激光器模式特性研究

利用耦合波方程,在引入平均场的方法后,得到了一种新的关于两段式DFB激光器的模式区分方法。并利用此法,分析了激光器的模式特性和波长调谐特性。计算结果与实验较好地吻合,说明了该方法可以有效地分析两段式DFB激光器的不同模式。

两段式双稳半导体激光器上跳时参量的变化

考虑到实际的物理过程，本文在通常采用的两段式双稳半导体激光器（ＴＡＢＬ）的速率方程组中增加了描述两区增益的线型函数。同时考虑到由于受吸收区的影响，ＴＡＢＬ的输出波长不仅与增益区的增益有关，而且与吸收区也有关，因而应是两区共同作用的结果，因此根据物理事实我们增添了一个方程来反映这个特征．在此基础上，利用修正后的速率方程组，数值模拟了两段式双稳半导体激光器上跳时某些重要参量的变化。

广义两段式半导体激光器输出光谱的表达式

利用射线法导出了两段式半导体激光器输出光谱的表达式，把该式应用于光栅外腔式半导体激光器，还导出了激光器在任选波长振荡时。

长腔DFB半导体激光器非简并四波混频波长转换效率

本文从理论上计算了长腔 DFB-LD中基于非简并四波混频的波长转换效率 ,由耦合波方程的数值解 ,得出波长转换效率与腔长、泵浦光功率、增益系数、DFB-L D谐振光与注入光的频率失谐量等的关系 .数值计算结果表明 ,通过提高泵浦光功率。

湿法腐蚀DFB半导体激光器的均匀光栅的研究

论述了用湿法腐蚀电子束光刻的均匀光栅DFB激光器亚微米光栅的过程,研究了几种腐蚀液对半导体激光器外延材料中InP的腐蚀过程。用扫描电子显微镜(SEM)对其腐蚀情况进行了分析,通过调节腐蚀液HBr:HNO3:H2O的体积比,找到了对InP腐蚀的最佳配比(1:1:30)以及合适的腐蚀条件(室温23℃)。利用这种腐蚀液得到的光栅图形可以满足DFB激光器的要求。

取样结构λ/8 DFB半导体激光器特性研究

研究了基于取样光栅结构的λ/8相移DFB半导体激光器的调制特性。实验结果表明,λ/8 DFB半导体激光器单模特性良好,边模抑制比在45d B以上。在70m A的注入电流情况下,激光器的调制带宽达到16GHz,其无杂散动态范围也达到87d B/Hz2/3。

高速宽温度范围无致冷DFB半导体激光器

报道了一种高性能的1.3μm波长的应变多量子阱分布反馈半导体激光器,它具有高的直接调制速率、宽的无致冷工作温度范围以及可靠性能好的特点。通过对激光器有源区、波导层以及DFB光栅结构的综合优化,所制作的激光器具有低的阈值电流以及高的量子效率,其室温直接调制速率达到16GHz,能实现-40℃～85℃范围内无致冷工作,其中值寿命超过200万小时。

氧化锌单晶DFB半导体激光器的设计与分析

基于严格耦合波理论(RCWA)和介质平板波导理论,针对光通信中的1550 nm波长,设计了一种基于氧化锌(Zn O)单晶的分布反馈式(DFB)半导体激光器的光栅结构,分析了二维电场模式图以及激射波长线宽图,得到了光栅结构的变化对其单纵模传输的影响。仿真结果表明,当光栅的周期为489 nm,占空比为50%,光栅深度为400 nm时,全局电场能量达到了8.3×107J,光谱线宽小于0.1。该激光器具有很好的窄线宽输出以及波长选择特性。理论分析与仿真结果基本一致为后期进行该器件的制备提供了较好的参考。

DFB半导体激光器电流波长调谐线性度分析与校准

分布反馈半导体激光器的调谐特性是制约TDLAS(可调谐半导体激光吸收光谱)技术测量性能的因素之一。针对目前DFB激光器存在固有的波长调谐非线性问题,提出了基于多项式拟合电流预校准算法的调谐非线性校准方法。首先,搭建了激光器电流波长测量系统,实测了电流波长关系并对线性度进行分析,基于多项式拟合算法推导注入电流预校准数学模型。其次,分析了多项式拟合算法拟合效果,通过比较各阶拟合多项式的MSE值(均方误差)和收敛特性,选择了二次多项式作为校准函数。实验结果表明,相比未校准状态,基于多项式拟合电流预校准算法使校准后的MSE值有大幅度降低。其中,对较优的二次多项式拟合算法进行激光器调谐非线性误差分析,相比校准前15.39%,校准后降低至2.27%,验证了该校准方法能够大幅提高DFB半导体激光器电流波长调谐的线性度。

DFB半导体激光器自注入锁定失稳因素分析

分布反馈(Distributed Feedback,DFB)半导体激光器具有体积小、成本低和工艺成熟等优势,但兆赫兹量级的线宽使其应用范围受限。采用环形谐振器对其进行自注入锁定,可将线宽压窄到千赫兹量级,但仍存在锁定不稳定的问题。文章采用四只不同的环形谐振器对DFB半导体激光器进行自注入锁定,通过实验监测自注入锁定时多个端口的光功率、偏振态和光波长的变化,揭示影响DFB半导体激光器自注入锁定稳定性的因素有谐振模式跳变、偏振态跳变,以及外界温度和振动引起的锁定环路的相位变化,且使用不同类型的环形谐振器进行锁定时,主导的影响因素不同。控制这些影响因素可以改善DFB半导体激光器自注入锁定的稳定性,使DFB半导体激光器自注入锁定技术有更好的应用效果。

半导体激光器在氧气探测中的应用及关键技术

氧气探测在工业、医疗等诸行业都有重要意义。本文简述了近几年发展起来的TD-LAS技术之特点及优势,评述了各种半导体激光器作为激发光源用于TDLAS技术进行氧气探测的性能,着重讨论了在氧气探测方面具有发展前景和竞争优势的DFB和VCSEL结构激光器光源的应用和进展。

DFB半导体激光器啁啾系数的测量

从激光在色散光纤中的传播特性出发,给出了定量测量DFB(Distributed Feedback)半导体激光器啁啾系数的方法.通过利用矢量网络分析仪和色散光纤搭建的测量系统准确测量了DFB半导体激光器样品的啁啾系数.该测量方案对于长距离光电链路的设计有重要的指导意义.

基于单边带调制的前馈技术压缩半导体激光器线宽

提出了一种基于电光单边带调制的前馈线宽压缩系统,该系统主要包括相位噪声检测和单边带调制两大部分。相位噪声检测部分输出一个与相位误差成比例的误差电压信号,电压信号通过线性调频作用于单边带强度调制器,实现对激光信号的调制。单边带调制器采用马赫增德尔强度调制器的结构,相当于内嵌四个相位调制器,通过相位调制达到强度调制的目的,最终得到线宽压缩的激光信号。实验针对波长为1552.52nm、功率10mW的分布反馈(DFB)半导体激光器,通过对闭环系统的搭建与仿真,激光器的线宽从原来的0.5nm减小到0.016nm,实现了对半导体激光器线宽的压窄。

基于取样光栅的DFB半导体激光器阵列研究

研究基于取样光栅的DFB激光器阵列,讨论取样光栅对波长控制的原理以及取样光栅的实现方法,并给出实验结果,实验结果表明,取样光栅可等效地实现高波长精度的DFB激光器阵列。

半导体分布反馈激光器的等效耦合系数

通过引进等效耦合系数，首次考虑了具有缓变波导和复折射率耦合DFB激光器中辐射与高阶分波耦合对等效耦合系数的影响，数值计算结果表明，对实折射率耦合DFB激光器，采用线性缓变波导能获得较大的等效耦合系数的相位，对复折射率耦合DFB激光器，即使是纯损耗耦合，等效耦合系数的相位也不等于－π／2，如果实折射率耦合与损耗耦合同时存在，则在某些情况下，等效耦合系数的相位会等于零．

用单一表达式研究由两腔组成的半导体激光器

用射线法导出了两段式半导体激光器的端面输出谱。该结果既适用于两段式双稳激光器，也适用于简单的外腔式激光器。于是，我们首次用一个统一的式子对这两种看起来颇为不同的器件的某些特性进行了研究。

全息曝光实现的20波长DFB半导体激光器阵列

报道了一种基于全息曝光技术实现的20波长分布反馈式(DFB)半导体激光器阵列。传统的DFB半导体激光器光栅一般是利用电子束曝光的方式来实现,这种方式精度较高,然而成本昂贵并且非常耗时,不适合大规模生产应用,而全息方式制作容易,成本很低,适合大规模生产应用。实验结果表明,利用全息曝光技术实现的DFB激光器阵列具有良好的光电特性,激光器阵列的波长偏差在-0.5 nm至0.45 nm,阈值电流在13m A至17 m A,斜效率为0.4 W/A;50 m A偏置电流下,边模抑制比都大于40 d B。

两段式DFB激光器波长调谐特性分析

利用耦合波方程 ,对两段式DFB激光器进行理论分析 ,得出了激光器激射工作时两段载流子浓度和激射波长之间所满足的隐含表达式。作为特例 ,分析了吸收型器件在两段等长情况下的阈值载流子浓度变化和波长调谐特性。

半导体激光器在光孤子通信中的应用

分析了光纤通信中光源的特性.从光的相干性开始,对发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)的原理、结构、性能和耦合效率进行对比,得出半导体激光器的特点,发现半导体激光器更适合于大容量、长距离传输的光通信系统.半导体激光器在新一代光纤通信系统——光孤子通信系统中,无论是作为光孤子光源还是EDFA的泵浦源,都发挥着重要的作用.未来半导体激光器将发挥着更重要的作用.