外部光注入的光泵浦自旋垂直腔表面发射激光器中的两个混沌偏振分量对两个复杂形状目标中的多区域精确测距

基于外部光注入的光泵浦自旋垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surface-emitting laser,VCSEL)的两个混沌偏振分量,提出了对两个复杂形状目标中的多区域精确测距方案.这里,两个混沌偏振探测波具有飞秒量级快速动态并且被双极性sinc波形调制,使它们具有时空不相关特性.利用这些特性,通过计算多束延时反馈混沌偏振探测波形和与之相对应的参考波形的相关性,实现了对两个复杂形状目标多区域位置矢量精确测量.研究结果表明,对多区域小目标的测距具有非常低的相对误差(低于0.94%).当光电探测器的带宽足够大时,其测距的分辨率达到0.4 mm,并具有很强的抗噪声能力.本文的研究结果在复杂形状目标的精确测距方面具有潜在应用.

光泵磁力仪中垂直腔面发射激光器激光波长锁定

针对光泵磁力仪(OPM)对小型化、低功耗以及激光光源波长稳定性的要求,提出一套垂直腔面发射激光器激光波长锁定控制方案.所提基于多普勒吸收的光反馈波长锁定方案以133 Cs原子D1线F_(g)=4→F_(e)=3超精细能级跃迁波长为参考波长,OPM的原子蒸汽气室同时作为波长锁定的工作气室,无需任何额外装置即可将激光波长锁定在该D1线跃迁波长.使用数字比例积分微分控制与模糊控制算法进行激光的温度控制,使温度波动在±0.005℃内;采用基于电流镜的激光电流驱动方案,使电流波动在±50 nA内,为激光波长锁定提供了良好的硬件基础.最后,在实验室环境下实现OPM长达2 h的稳定信号输出.

光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究进展

近年来,光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器由于其光束质量好、可实现大功率输出,受到了广泛的关注。在介绍其基本工作原理的基础上,综述了不同波段光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器的研究现状与进展,并分析、讨论了实现高功率光泵垂直扩展腔面发射半导体激光器面临的主要问题及解决方案。

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的原理与应用

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)是二极管泵浦的多量子阱增益介质半导体激光器。近年来,光泵浦垂直外腔面发射激光器作为半导体能带工程的新成果,在理论和实验方面均取得了令人触目的进展。该器件具有较高的输出功率、卓越的光束质量和紧凑的结构。薄片式的激活介质避免了棒状介质的热透镜效应,周期性共振增益(PRG)结构提高了多量子阱内的受激辐射截面,分布布拉格反射器(DBR)减少了谐振腔的损耗。相对于晶体棒作激活介质的固体激光器来说,这种新型激光器可以通过半导体能带工程提供更加广泛的波长选择范围。它克服了电泵浦边发射和电泵浦面发射半导体激光器的限制,可以提供近衍射极限的基模或TEM01模的圆形光斑。

光泵浦垂直外腔面发射激光器特性及研究进展

介绍了光泵浦垂直外腔面发射激光器的结构、增益芯片工作原理及性能优势,综合评述该领域的最新研究进展,包括高功率、腔内倍频、可调谐运转、被动锁模等技术的最新进展,并探讨该类型激光器的发展前景和技术发展方向。

光泵浦垂直外腔面发射激光器的结构优化设计

实验中发现,传统结构的光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器,随着泵浦功率密度的增加,器件的温升现象严重。这是由于传统结构中,势垒和量子阱间小的带隙差造成的。为了解决温升问题,采用PICS3D软件对传统结构进行优化设计。在吸收层中引入对泵浦光和激射光透明的AlGaAs层,提高对量子阱中的载流子的限制作用。计算结果表明,在增益和自发发射特性上,优化后的结构都有了很大提高。

光泵浦垂直外腔面发射激光器斜率效率的分析

研究了光泵浦垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)的湿法腐蚀工艺,采用快速腐蚀和精细选择腐蚀相结合的腐蚀方法,使得衬底能被干净地腐蚀掉,并精确停留在阻挡层,得到高平整度的外延片表面,提高了泵浦效率,降低了散射损耗。从理论上分析了外延片表面粗糙度与OPS-VECSEL斜率效率的关系,得出如果在外延片上镀一层λ/4单介质增透膜,能进一步提高VECSEL的斜率效率。

垂直腔表面发射激光器的研究

垂直腔表面发射激光器(VCSEL)是一种应用于光纤通信系统的低成本、高性能的特定波长光源,它具有测试简单、易耦合以及易形成阵列等独特优势,已在光并行互连及高密度光存贮等领域得到大规模应用。文章介绍了VCSEL的结构和当前的制造工艺水平,阐述了各波段VCSEL的发展和应用现状,探讨了VCSEL在不同领域中的应用范围并指出了VCSEL的发展前景。

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的倍频研究

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)是一种新型的半导体激光器,在很多领域有着广阔的应用前景。其外腔结构更容易实现高功率、高光束质量的倍频。本文分析了光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器的器件结构;研究了VECSEL的倍频,设计了两种不同的VECSEL倍频结构及散热装置。

高功率980nm垂直外腔面发射激光器(VECSEL)的理论研究

利用周期谐振增益结构设计了以InGaAs/GaAsP/AlGaAs为有源区的980nm二极管泵浦垂直外腔面发射半导体激光器。根据理论模型计算了纵模限制因子、阈值增益、光增益、输出功率等特征参数,优化了激光器特征参数并设计了OPS VECSEL结构。理论计算表明,LD泵浦的垂直外腔面发射激光器的输出功率可大于1.0W。

光泵浦外腔半导体激光器的研究进展

从谐振腔和半导体增益介质的角度介绍了光泵浦外腔面发射半导体激光器的基本结构,评述了国内外在该领域的最新研究进展,探讨了该类型激光器在大功率、小型化技术方面的发展前景。

面向双气室铯光泵磁力仪的VCSEL稳频研究

在地磁场测量领域中,自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差,电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积。针对使用垂直腔面发射激光器的便携式双气室铯光泵磁力仪激光稳频方法进行设计,设计方案包括激光器温度控制电路,光泵磁力仪信号反馈电路,激光器电流源调制与控制电路。将注入电流调制的稳频方法用于双气室光泵磁力仪结构,减小稳频代价的同时具有较好稳定性,温度控制精度达到0.002℃,10秒内波长稳定度达到4.36×10^(-10),初步探索了自激式双气室光泵磁力仪集成化与小型化的可能性。

几种新体制半导体激光器及相关产业的现状、挑战和思考

半导体激光器产业体量大、辐射和带动能力强,作为激光器工业的基础,被广泛应用在光通信、光信息处理、新型加工、激光显示、生物和医学传感等工业、军事和消费生活领域。为了适应逐渐扩大的应用范围,满足不同应用场景所提出的新要求,半导体激光器领域近年来通过学科交叉渗透不断地引入了各种新机制、新概念以及新结构,大大优化了其波长覆盖范围、光束质量、器件体积和功耗、调制速度以及输出功率。本文通过对比几种新型激光器的物理内涵、结构设计及制备手段,介绍了几种应用前景广泛且发展势头强劲的半导体激光器。结合我国相关产业的发展现状指出,半导体激光器产业的发展仍然应与应用紧密结合,通过市场和强大的系统开发能力闭环优化器件性能,提升核心技术,通过交叉学科融通不断引入新概念、新结构和新工艺。同时,结合国内政策导向优势,在垂直外腔面发射激光器、微纳结构激光器以及拓扑绝缘体激光器等几个发展势头强劲的新型激光技术中加大投入,进行批量生产和可控制备研发,力争在国际相关领域的竞争中抢占战术制高点。

电光调制对外部光注入垂直腔表面发射激光器的偏振转换及其非线性动力学行为的操控性研究

针对主和副垂直腔表面发射激光器构成的外部注入激光器系统的偏振转换及其非线性动力学行为,利用周期性极化铌酸锂晶体中准相位匹配线性电光调制,本文提出了一种新的操控方案并且探索了其控制规律.研究结果发现,受到平行光注入或正交光注入的副激光器输出偏振度随外加电场成周期性振荡变化,其振荡波峰轨迹包络曲线为正弦曲线,而振荡波谷轨迹包络曲线为余弦曲线;选取一定的主激光器偏置电流,通过对来自主激光器的光进行电光调制,受到两种方式注入的副激光器可以输出任意偏振模,并且其非线性动力行为经历不同的演变.另外,副激光器的偏振度仅依赖于外加电场,与副激光器的偏置电流无关.

1160 nm光泵垂直外腔面发射激光器设计及制备

1160 nm波段垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)是医用橙黄激光的基频光源,但是其发光区的高应变InGaAs量子阱会引起严重的应变积累效应,限制高功率输出。提出一种在单个发光区内采用GaAsP材料对高应变InGaAs量子阱进行二次补偿的方法,保证发光区内的光学吸收层具有高的材料生长质量。提出含Al吸收层的结构,以降低GaAsP势垒引起的能带阻挡效应,提高了发光区光生载流子的注入效率。所制备的VECSEL器件激光波长为1160 nm,输出功率达1.02 W,并获得圆形对称的输出光斑形貌,光斑在正交方向上的发散角分别为10.5°和11.9°。

光注入和光电反馈联合作用下垂直腔表面发射激光器的动力学特性研究

基于自旋反转模型,研究了垂直腔表面发射激光器(VCSEL)在光注入和光电反馈共同作用下的动力学特性.研究结果表明:一个受到主VCSEL光注入的副VCSEL,在同时存在光电正反馈时,其输出的两个线偏振模式(X和Y偏振模)可呈现周期、倍周期、多周期、混沌等丰富的动力学状态,且两偏振模动力学态的演化路径存在差异.各动力学状态在由反馈强度f与注入强度η所构成的参数空间的分布区域随着主、副VCSEL的频率失谐△v(△v=v_m-v_s,v_m,v_s分别为主、副VCSEL自由运行时的振荡频率)的变化而发生改变.当△v为正失谐时,呈现混沌的区域相比零失谐和负失谐时有明显的扩展,即副VCSEL能在更大的参数范围内实现混沌输出.对于特定的频率失谐,分析了光电正反馈强度f和光注入强度η对混沌输出带宽的影响.通过合理选择反馈强度以及注入强度,可使副VCSEL混沌输出带宽显著增加.

半导体可饱和吸收镜实现超短高功率脉冲激光研究进展

介绍了半导体可饱和吸收镜(SESAM)的基本结构及使用半导体可饱和吸收镜被动锁模固态激光器的基本原理。综述了利用半导体可饱和吸收镜被动锁模薄片式固态激光器及光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器,获得高平均输出功率超短脉冲的最新进展,并指出量子点半导体可饱和吸收镜的使用将加速超短高功率脉冲的发展。

VCNT2030反射式光传感器 威世科技有限公司

威世科技推出用于工业、计算机、消费和移动应用领域的新型反射式光传感器——VCNT2030。与上一代解决方案相比,VCNT2030更加节省空间,同时拥有更高的电流传输比(CTR)、更远的传感距离和更低的功耗,从而提高了性能。该产品配置了垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和硅光电二极管,采用1.85 mm×1.2 mm×0.6 mm微型表面贴装方式封装。

GaN基蓝光VCSEL的制备及光学特性

利用金属有机物气相沉积技术(MOCVD)在(0001)蓝宝石衬底上生长了Ga N基垂直腔面发射激光器(VCSEL)的多量子阱腔层结构。X射线衍射测量显示该多量子阱具有良好周期结构和平整界面。运用键合及激光剥离技术将该外延片制作成VCSEL,顶部和底部反射镜为极高反射率的介质膜分布布拉格反射镜(DBR)。在室温、紫外脉冲激光的泵浦条件下,观察到了VCSEL明显的激射现象,峰值波长位于447.7 nm,半高宽为0.11 nm,自发辐射因子约为6.0×10-2,阈值能量密度约为8.8 m J/cm2。在大幅度降低制作难度的情况下,得到目前国际最好结果同样数量级的激射阈值。降低器件制作难度有利于制备的重复性,有利于器件的产品化。