808 nm宽条型激光器绝热封装改善慢轴光束质量（英文）

为降低半导体激光器在慢轴方向的远场发散角,改善慢轴光束质量,本文提出了一种新型的绝热封装结构,可削弱激光器工作时因芯片横向温度不均而导致的热透镜效应,并基于傅里叶热传导方程,采用有限元分析软件ANSYS 18.0进行热特性仿真,利用Fineplacet贴片机对808 nm In0.1Ga0.73Al0.17As/Al0.37GaAs宽条形半导体激光器进行绝热封装,采用电荷耦合器件(CCD)图像采集分析法对其光束质量进行测量。实验结果表明采用绝热封装方式可减小慢轴发散角约40%,且慢轴发散角随工作电流变化更稳定,相对应的光参数积BPP和光束质量因子M2也随之降低约33%和30%,芯片横向(慢轴方向)与热沉接触宽度越小,绝热封装对慢轴光束质量改善效果越好。绝热封装中空气隙的引入使得激光器光电特性产生恶化,输出功率降低约14%,光电转换效率降低约8.7%。绝热封装方式对改善半导体激光器的慢轴光束质量具有重要的指导意义。

p-调和映照的能量增长性质

讨论了一类p 调和映照的p能量增长性质,得到了能量增长的特殊估计.在能量慢发散的假定下,证明了从欧氏空间到任何黎曼流形的p 调和映照的一个Liouville型定理,改进了在能量有限假定下的相应结果.

指数调和映照的Liouville型定理

得到了始于Cartan-Hadamard流形的指数调和映照在能量慢发散假定下的Liouville型定理, 证明了基于指数应力一能量张量及Hessian比较定理、Laplace比较定理．

调和映射的刘维尔型定理

假设出发流形的径向截曲率Kr满足|Kr(x)|≤k(1-k)r2(x0,x),这里x0为极点,k为满足一定条件的常数,那么到任意象流形的能量慢发散的调和映射必是常映射.因而它是文献[3-4]中所提到的定理的推广.

向量丛值的p-形式的Liouville型定理

在此建立了具有有界的负截面曲率的完备单连通黎曼流形上p-形式的F-应力能量张量,并将F-调和映射的Liouville型定理推广到F-应力能量张量满足守恒律的向量丛值p-形式的一般情形,从而得到这类p-形式的一些消没定理.

正项级数判敛的无穷小分析

本文从改进正项级数的比较判敛法和比值判敛法的角度,指出任一判敛法都可通过改进,而得到更精致的判敛法,用以判断该判敛法失效的级数的敛散性。进而用构造法证明了不存在收敛"最慢"或发散"最慢"的正项级数。还揭示了从Raabe判敛法到Kummer判敛法再到Bertrand判敛法之间的内在联系。

基于横向热流抑制的半导体激光芯片封装实验研究

为降低半导体激光芯片的慢轴远场发散角,提高其慢轴方向的光束质量,设计了横向热流抑制的封装结构。利用热沉间的物理隔离,削弱了半导体激光芯片慢轴方向上的温度梯度,有效降低了半导体激光芯片慢轴方向的发散角。采用热分析模拟了不同封装结构下芯片发光区的温度分布,并对波长915 nm的窄条宽半导体激光芯片进行封装。实验结果表明,在工作电流15 A,封装在隔离槽长4 mm,脊宽120μm刻槽热沉上的芯片,其慢轴远场发散角由12.25°降低至10.49°,相应的光参量积(BPP)由5.344 mm·mrad降低至4.5763 mm·mrad,慢轴方向亮度提升了约5.5%。实验结果表明,横向热流抑制的封装结构可以有效地削弱半导体激光芯片慢轴方向上由热透镜效应引起的高阶模激射,从而降低其慢轴远场发散角。

大功率半导体激光器波导热透镜效应及对慢轴光束发散角的影响

模拟分析了大功率半导体激光器的稳态温度场,通过温度场计算半导体激光器的热透镜焦距及其对慢轴发散角的变化量,并获得半导体激光器的热功率及其关系。分析表明,相同条件下热功率与热透镜焦距近似为反比关系,与慢轴光束发散角近似为线性关系。当热功率达到10 W时,热透镜焦距为568μm,慢轴发散角增加约10°。实验测量了不同工作电流条件下激光器的慢轴发散角,结果显示模拟值与实验值基本一致。

915 nm宽条形半导体激光器输出特性

为了研究温升对915 nm宽条形应变量子阱半导体激光器输出特性的影响,搭建了基于半导体制冷片(TEC)的双向温控平台对其进行了测试。首先,改变激光器的外表面温度,测量其在不同注入电流时的光功率和波长,并利用CCD相机测量其慢轴发散角。然后,利用计算机仿真软件对激光器的工作状态进行稳态模拟,从而获得了其对应的热分布情况,通过将模拟得到的数据与实验测量的结果进行比较,获得了两者趋于一致的结论:当热功率从2.1 W升高至20.0 W时,慢轴发散角从2.6°增大至5.0°,同时波长发生红移,热透镜焦距减小;激光器波长随温度变化关系的系数约为0.4 nm/℃,器件热阻为1.5 K/W。因此,为了同时获得高的输出功率和稳定的输出波长,有必要将激光器外表面温度精确控制在某一数值,否则波长将会发生漂移;此外,在设计制作高功率半导体激光器时,通过适当增加条宽并采用散热良好的封装结构,可以减小对慢轴发散角的影响。

微热通道电极结构宽条形半导体激光器输出特性

为了抑制宽条形半导体激光器的热透镜效应,提高慢轴光束质量,本文提出并制作了一种微热通道电极结构激光器。该芯片p面注入区电极处被设计为较厚的高热导率的电极结构,封装后激光器两侧与热沉之间形成空气间隙,抑制激光器有源区横向热流,使激光器内温度分布均匀,有效地降低慢轴发散角。对该激光器的封装模型进行了稳态热分析,优化了微热通道电极结构的厚度和宽度,并制作了波长为940 nm的微热通道电极结构激光器。测试结果表明,在注入电流为2 A时,微热通道电极结构激光器的发散角相对于普通电极结构激光器降低了24%,有效地降低了激光器慢轴光束发散角。

F-调和映照的不存在性定理

本文主要讨论一类F-调和映照的不存在性问题,从而得到相应的Liouville型定理．

四次Liénard方程在奇异摄动下极限环的唯一性

Lins-de Melo-Pugh猜想在n=4时已于2012年得到证明,但证明较繁难.本文在奇异摄动框架下对这个结论给出一个简单的证明,借以展示奇异摄动方法在动力系统定性理论研究中的作用,也是本文改进慢发散量积分公式的一个应用.