外腔调谐激光泵浦的差频中红外宽调谐激光光谱系统

室温工作的连续可调谐相干光源在痕量气体检测技术中有着重要的应用价值,非线性差频方法是获得室温工作的中红外相干光源的有效途径,是对传统激光光源的重要补充。报道了一种基于差频方法的室温工作宽调谐中红外激光光谱系统,使用两台近红外半导体激光器作为种子光源,采用PPLN晶体作为非线性混频器件,结合准相位匹配技术实现了3.2-3.7μm中红外相干光源输出,最大差频输出功率约为1μW。对CH4基频吸收谱线的光谱检测表明,系统能够满足在中红外光谱区对气体成分进行高分辨、高灵敏、快速吸收检测的需要。

外腔调谐的全固态Cr∶LiSAF激光器

由于调谐元件置于主腔外时,插入损耗影响小,可以扩展调谐范围,本文采用外腔棱镜和光栅调谐结构研制了全固态Cr∶LiSAF激光器。分析了外腔调谐结构的基本原理,分别选用棱镜和光栅作为调谐元件,研制了棱镜外腔调谐Cr∶LiSAF激光器和光栅外腔调谐Cr∶LiSAF激光器。分析对比了棱镜和光栅调谐的输出功率、光谱、调谐范围等特性以及镜片镀膜对输出特性的影响。进行了调谐实验,结果显示：选用棱镜作为外腔调谐元件时,在325mW的吸收泵浦功率下实现了785~985nm的调谐,输出功率最高达21mW。选用光栅作为调谐元件时,亦可实现785~985nm的调谐,最大输出功率为20mW,光谱的半峰全宽（FWHM）为0.12nm。得到的结果表明外腔全固态Cr∶LiSAF激光器可以实现窄线宽、宽谱调谐输出。

应用可调谐外腔半导体激光器测量锂同位素比率

采用中心波长固定的可调谐外腔半导体激光器作为光源,通过激光吸收光谱法对锂原子同位素比率进行测量。该方法利用PID温控器实现锂金属蒸发温度的控制和测量。采用激光斜入射的方式消除光路调试过程中产生的标准具效应。实验测量给出了6组不同腔体温度下6 Li和7 Li在671nm附近的吸收光谱,通过对6LiD1和7LiD2吸收峰进行积分吸收计算,得到6Li/7Li同位素比率测量精度可达2.5%。

外腔可调谐激光器调制特性研究

随着WDM-PON(波分复用-无源光网络)应用中对低成本无色光发射模块需求的日益增长,基于混合集成的小型化外腔可调谐激光器,凭借其实现工艺简单、信号质量好和调谐范围宽等优良特性,受到越来越多的关注。文章在研究分析外腔激光器调制特性的影响因素的基础上,对特定结构的小型化外腔可调激光器进行了实验开发和特性研究,在激光谐振腔腔长对调制带宽的影响方面得到了一些有价值的结论,这可为后期器件开发提供理论支持。

外腔可调谐激光器的有限元分析及结构优化

为了降低环境温度变化对外腔可调谐激光器波长稳定性的影响,采用有限元分析方法得出了外腔可调谐激光器的温度场分布特点和热变形机理,提出了一种优化的光具座结构,并对优化结构的散热性能和热变形进行了理论分析和数值模拟。结果表明,该优化的光具座结构具有高效的传热性能,大幅降低了热变形对腔长的影响,从而提高了激光器的在不同工作环境温度下的波长稳定性。

外腔可调谐激光器热调谐标准具的热分析优化

为了提高外腔可调谐激光器热调谐标准具表面温度的均匀性,文章采用仿真分析的方法得到热调谐标准具表面温度分布特点,提出了优化热调谐标准具加热电极的解决方案,以实现热调谐标准具表面温度分布均匀化的目的。文章阐述了热调谐标准具优化加热电极轨迹分布、增加石英片以增加导热路径热阻以及优化加热电极功耗分布的技术方案,通过对优化后的热调谐标准具进行热分析模拟,得到优化后热调谐标准具的表面温度分布。分析结果表明,优化后的热调谐标准具表面温度差降低了77%,具有更好的温度均匀性。通过实验还验证了热调谐标准具表面温度均匀性对激光器波长稳定性的影响。

1967~2033 nm波段硅基可调谐外腔半导体激光器设计与仿真

2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967~2033 nm)。

光子通信可调谐半导体激光器

本文详细地讨论了可调谐半导体激光器的种类、工作原理及其特性。同时也阐述了快速、单频、窄线宽以及频率啁啾。

基于激光调频连续波正反向调谐色散对消方法

为了减小宽带激光调频连续波测量中的色散失配效应,提出了一种外腔可调谐激光器正、反向调谐消除色散失配的方法。当外腔可调谐激光器与光纤光路结合时,系统将产生色散失配效应,表现为目标信号的谱峰展宽和峰值偏移,测距值随调谐带宽增加而变化,导致测量不稳定。为了解决这一问题,研究了外腔可调谐激光器正、反向调谐时的系统色散失配特性,结果表明,在正反向扫频时色散趋势具有对称分布的特点,建立了正反向扫频系统色散失配模型,在此基础上提出通过外腔激光器正、反向调谐实现色散对消。该方法不需要预先标定系统的色散系数,也不需要循环迭代补偿,单次测量即可完成系统色散补偿,从而为提高色散补偿效率提供了一种思路。

用光纤光栅作外反馈的可调谐外腔半导体激光器

制作了一种以光纤光栅作为外反馈的半导体激光器。光纤光栅用紫外曝光法制作 ,反射率为 5 0 %。器件在5 0mA注入电流时 ,出纤功率高于 1mW ,主边模抑制比为 42dB。使用对光纤光栅施加应变和改变光栅温度的方法实现了输出激光波长的调谐 ,利用施加应变方法得到了 2nm范围的输出波长变化。

可调谐外腔RCE光探测器的实验研究

实现了波长调谐范围为 10 nm左右的可调谐分立外腔半导体光探测器。这一方案对于可调谐探测来说简捷易行 。

超辐射发光二极管的应用

超辐射发光二极管(superluminescent diode简称SLD)具有光谱宽、功率大等优点。作为一种特殊光源,SLD已经被广泛应用。简要介绍了SLD的主要特征、主要表征参数和发展现状,详细阐述了SLD在干涉式光纤陀螺仪、光学相干断层成像技术、波分复用技术、光时域反射仪、可调谐外腔激光器、光纤传感器和光纤测试等领域中的应用。

基于光声光谱技术的1.5μm波段NH_3吸收谱线测量与分析

NH3的检测具有广泛的应用,采用光声法检测NH3是当前研究的热点,而确定NH3的吸收谱线则是实现光声法检测NH3的前提。采用外腔可调谐半导体激光器构造了光声气体检测系统,检测了NH3的近红外吸收谱线,获得了常温常压下NH3在1 515～1 532 nm范围内的吸收光谱。实验确认了NH3在1 515.2,1 516.0,1 518.0,1 519.9,1 522.4,1 527.0,1 531.7 nm处存在强吸收。HITRAN 2004光谱数据库在近红外1.5μm波段NH3的吸收谱线数据未见报道,该结果为研究光声法检测NH3提供了更多可选择的吸收谱线。

H表达的ECLD双稳环环宽的研究

采用H参量简化模型研究光栅调谐外腔半导体激光器的双稳特性,导出以H参量表达的双稳环环宽解析式,给出了其适用范围,得到剩余反射率减小时导致双稳环消失的临界值,然后数值模拟了光栅反射率、谱线展宽因子、H参量、剩余反射率对载流子密度与频率关系曲线的影响,从中发现了剩余反射率增大时也存在双稳环环宽为零的情况,数值计算了剩余反射率极限值,并指出了环宽极大值的位置。