新型分布反馈式气体激光器

本文论述了三种分布反馈(DFB)式气体激光器的理论及其首次实现的情况,这三种气体激光器是线性DFB激光器、螺旋DFB激光器和与二阶DFB效应相关的切向入射光栅式激光器。这些新型激光器是分别把线性周期金属波导、螺旋型金属波导以及带光栅的楔形金属波导应用到496μm光泵远红外CH_3F激光器上而实现的。螺旋DFB结构在激光研究上是一个新的概念,它引起人们的兴趣不仅在微波技术方面,同样在染料激光器和胆甾醇液晶的研究方面。DFB气体激光器未来研究的一个目标是实现10μm波长的CO_2 DFB激光器,它将具有很优异的特性和应用价值。

高成品率大耦合因子DFB激光二极管芯片设计与制备

设计并制备了一种基于相移光栅的大耦合因子分布反馈(DFB)激光二极管芯片,解释了相移光栅在大耦合因子下实现芯片高成品率的机理。采用传输矩阵法模拟了不同耦合因子下随机相位对均匀光栅和相移光栅激光二极管芯片单模特性的影响,发现对于常规均匀光栅DFB结构,随着耦合因子的增加,芯片阈值增益差会明显降低,从而降低芯片单模成品率;而相移光栅DFB结构在不同耦合因子下,芯片阈值增益差并没有明显变化,仍能够保证比较高的单模成品率。采用电子束光刻制作了1/4波长相移光栅和均匀光栅并进行了对比,最后制备出大归一化耦合因子(κL=2.1)的相移光栅DFB激光器二极管芯片。测试统计数据显示,与均匀光栅激光二极管芯片相比,新型相移光栅DFB激光二极管芯片成品率明显高,达70%以上。与常规归一化耦合因子(κL≈1.2)DFB激光二极管芯片相比,在宽温(-40~95℃)下,新型大耦合因子激光二极管芯片的光谱单模特性更稳定,同时具有更低的阈值电流,在低工作电流(30 mA)下,芯片的-3 dB带宽大于18 GHz,满足传输速率为25 Gbit/s的高速传输协议要求。

分布式反馈(DFB)激光器的调控

本文主要介绍了分布式反馈激光器及如何解决激光器功率衰减的补偿 ,对其进行控制 。

纳米压印制作半导体激光器的分布反馈光栅

分布反馈(DFB)光栅的制作是半导体激光器芯片的关键工艺,通过纳米压印技术在InP基片表面涂覆的光刻胶上压印出DFB光栅图形,并分别通过湿法腐蚀和干法刻蚀技术将光栅图形转移到InP基片上。所制作的DFB光栅周期为240nm(对应于1 550nm波长的DFB激光器),光栅中间具有λ/4相移结构。采用纳米压印技术制作的DFB光栅相对于通常双光束干涉法制作的光栅具有更好的均匀性以及更低的线条粗糙度,而且解决了双光束干涉法无法制作非均匀光栅的技术难题。相对于电子束直写光刻法,采用纳米压印技术制作DFB光栅具有快速与低成本的优势。采用纳米压印技术在InP基片上成功制作具有相移结构的DFB光栅,为进一步进行低成本高性能的半导体激光器芯片的制作奠定了良好基础。

高稳定、强鲁棒性DFB激光器温度控制系统

为减少分布式反馈(DFB)激光器输出波长和光功率受其工作温度波动的影响,采用Ziegler-Nichols比例-积分-微分(PID)控制算法,设计并研制了一种具有强鲁棒性的DFB激光器温度控制系统。利用该温度控制系统,对中国科学院半导体研究所研制的中心波长为1.742μm的DFB激光器进行了温度控制测试。实验证明,该系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5～60℃,并在长时间(220min)运行中,DFB激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,为DFB激光器在红外气体检测领域的实用化提供了性能保障。

DFB光纤激光器声致弯曲振动研究

对利用DFB(分布反馈式)光纤激光器进行水声探测时的弯曲振动问题进行了分析与实验研究。总结了采用非平衡干涉仪解调系统解调的DFB光纤激光水听器的声压灵敏度计算公式;基于梁的弯曲理论,通过数值方法计算了两端固定的DFB光纤激光器在50Hz^2000Hz频率范围内的声压灵敏度,绘制了该频率范围内的频响曲线;采用振动液柱法对一支DFB光纤激光器在该频率范围内进行了实验研究,实验数据具有良好的可重复性,实验结果与理论分析吻合。表明了细长型结构的DFB光纤激光器在水声场中很容易由于弯曲振动而引入较大的非声压振动的干扰信号,影响其水声探测性能,有必要在DFB光纤激光水听器探头的设计中考虑这一因素。

分布式反馈激光器全球专利分析

分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser,DFB)因其优异的光谱特性与调制特性,已经成为通信系统中最为重要、使用最为广泛的光源之一。对全球DFB激光器的专利布局从年度申请量、申请人、地域分布、技术分布等多个角度进行分析,并对其中有特点的专利进行分析解读,,从专利角度对我国DFB激光器研究机构提供信息参考。

波长可调谐DFB激光器及其进展

目前,可调谐激光器是高速大容量光通信系统、波分复用、时分复用系统中的关键器件,也是光测试和快速波长交换等系统的重要光源,有着重要意义和广泛的应用前景。本文介绍了波长可调谐分布反馈(DFB)激光器及其进展。

表面发射光子晶体DFB激光器

光子晶体(PC)具有周期性折射率变化,并具有实现新型光器件的极大潜力,正受到广泛关注。本文介绍了PC基本原理与特性,并介绍了表面发射(SE)光子晶体分布反馈(DFB)半导体激光器的结构、最佳化设计、制作工艺和输出特性。

n-ZnO/p-AlGaN LED结构DFB激光器的设计与分析

根据严格耦合波理论和介质平板波导理论,利用Comsol Multiphysic软件仿真设计了基于单晶n-ZnO/p-AlGaN LED(发光二极管)结构的DFB(分布反馈)半导体激光器的光栅结构。针对LED结构加电压后发射近紫外光,分析了二维电场模式分布图,得出单纵模传输随着光栅不同参量的变化情况。分析表明,在4 V正向偏置电压下,当占空比为50%、光栅周期为109.2 nm、光栅高度为69.8 nm时,光谱线宽窄、单模选择性好,电场模达5.877 4×107V/m。为电泵浦DFB半导体激光器的设计与加工提供了一定的基础。

1.3μm外腔粘接型窄线宽InGaAsP单模半导体激光器

外腔半导体激光器具有一些令人瞩目的优点，其中最突出的是它可以提供线宽很窄的单模激光，而且价格低廉。这一特点暂时还不易被其它形式的半导体激光器（如单模的激光二极管，DFB半导体激光器）所取代，因而还有一定的发展前途，这也是现今世界上有不少国家、大学和研究机构积极从事外腔半导体激光器研制的原因。

窄线宽光纤激光器进展

详细介绍采用光纤光栅获得窄线宽光纤激光器的各种技术,并讨论获得单模激光输出以及提高功率输出的方法。介绍了目前的最新进展,尤其是镱铒共掺磷酸盐玻璃DBR光纤激光所获得的最新数据,激光功率200mW,线宽1.75kHz。对光纤掺杂、光敏性以及光栅刻写等关键技术也进行了探讨。还重点介绍了作为应用之一的高功率激光系统前端种子源。

光纤通信用半导体激光器

半导体激光器是光纤通信用的主要光源,由于光纤通信系统具有不同的应用层次和结构,因而需要不同类型的半导体激光器。文章根据目前光纤通信系统的发展趋势,介绍几种典型的光纤通信用半导体激光器件———法布里-珀罗激光器、分布反馈半导体激光器、电吸收型调制器集成光源、波长可选择光源、垂直腔面发射激光器的特点和发展方向。

高成品率DFB激光二极管的设计及制备

设计并制作了一种新型分布反馈(DFB)光栅激光二极管结构。采用传输矩阵法模拟得到了不同光栅耦合因子、不同结构下随机相位对归一化阈值增益差和性能参数分布的影响;对高于阈值增益情况下激光二极管的特性进行了分析,结果表明随着激光二极管偏置电流的增加,光场平坦因子和归一化阈值增益差几乎保持不变,激光二极管单模稳定性好;模拟得到了光谱随偏置电流的变化,不同偏置电流下光谱的边模抑制比均大于40 dB。采用全息光刻技术结合普通光刻技术制备了新型DFB光栅。相比于均匀光栅激光二极管,新型DFB光栅激光二极管性能参数一致性更好、成品率更高,成品率达到80%以上。

半导体激光器

TN248.4 2000063843高功率1.31μm AlGaInAs应变多量子阱DFB激光器=High power 1.31μm AlGaInAs strain multiquantumwell DFB lasers[刊,中]/杨新民,李同宁,刘涛,周宁,金锦炎,李晓良(武汉邮电科学研究院.湖北,武汉(430074))//光通信研究.—1999,(6).—44—46,59采用金属有机化学汽相淀积工艺和脊型波导结构,

1．3μm分布反馈二极管激光器组件

开发了一种用于光纤公用天线电视（ＣＡＴＶ）的分布反馈激光二极管组件。组件包括１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ双沟－平面掩埋双异质结（ＤＣ－ＰＢＨ）分布反馈激光二极管和光隔离器，封装在蝴蝶型管壳内。组件的出纤线性功率为２．５ｍＷ，并具有极低的失真。

EAM-DFB基于S参量和电路模型的特性分析

针对电吸收调制器集成分布反馈激光器(EAM-DFB)的光电混合和端口散射特征,提出了包含自发辐射和俄歇复合的有源等效电路模型,及其散射参量(S参量)求取模型。通过电路级模拟在不同典型参数下的S参量,研究了EAM-DFB的工作特性。模拟得到EAM-DFB的传输参量在-25dB至-60dB内,随频率增高而减小,在调制时增大,并反映出比直调DFB更大的带宽,而反射参量随频率增高而增大,结果与已有的理论和实验吻合。同时发现,减小自发辐射因子或增大驱动电流和限制因子,反射增大传输减小,但后者的传输参量减小缓慢平坦,对调制响应有所改善。

EAM-DFB集成光源典型参数特性的电路级分析

针对电吸收型调制器和分布反馈激光器集成光源(EAM-DFB)的光电混合特征,建立了包含自发辐射、俄歇复合、寄生效应以及隔离电阻的等效电路模型。分析了在不同驱动电流和自发辐射因子下,该模块的输出、调制及噪声特性,并与直接调制DFB作了对比。结果表明,EAM-DFB可生成超短脉冲(小于25 ps);随着驱动电流的增加,输出功率增大、脉冲展宽,噪声增强且峰值点向高频移动;减小自发辐射因子和增加驱动电流均使其调制带宽增加;与DFB相比,EAM-DFB增加了少量噪声,但具有更陡峭的功率-电流特性和更大的调制带宽。