薄膜微盘激射性质

基于半导体变形微腔的定向激射效应,在各向同性薄膜中制备变形微腔,将为多功能、高集成光子有源芯片提供新的解决方案.利用二维波动光学理论,以Z切向掺饵铌酸锂薄膜蚶线形微盘中的TE20,1模式为例,分析了不同变形因子ε微盘的模式分布、品质因子Q、定向激射效果D以及庞加莱截面图.理论模拟结果显示,微盘变形过程中微盘周长与谐振波长的比值近似为一定值.当ε大于0.24时,微盘具有较好的单向激射性,Q值大于10^(5);当ε变形因子大于0.4时,庞加莱截面图几乎被混沌海区域占据,Q值低于10^(3).因此,薄膜蚶线形微盘变形因子ε在0.24—0.4之间时,微盘不仅具有高的品质因子(Q值为10^(3)—10^(5)),激射方向性也较高(D值为6.45—8.32).

增益腔模大失配型垂直外腔面发射激光器侧向激射抑制

垂直外腔面发射激光器(Vertical external cavity surface emitting laser,VECSEL)的侧向激射是制约其高性能工作的关键。我们设计了室温下量子阱增益峰与表面腔模大失配(30 nm)的增益芯片结构,并证实该结构可以有效抑制泵浦功率增加时VECSEL的侧向激射增强问题。增益芯片基底温度为20℃时,VECSEL正向激射波长位于980 nm,侧向激射波长位于950 nm,当泵浦功率逐步增加时,侧向激射强度随着正向激射的出现而迅速降低。这是因为激光正向激射时量子阱的受激辐射能级与正向激射激光模式匹配,正向激射的激光模式可以获取更高的模式增益,在与侧向模式的竞争中处于优势地位。当基底温度控制在0℃与10℃时,量子阱本征增益峰值与表面腔模失配度增大,此时VECSEL仍然表现出稳定的侧向激射抑制效果。

掺二氧化钛微晶聚集体的若丹明6G溶液的低阈值激射

本文实验表明，在若丹明６Ｇ染料溶液存在二氧化钛微晶团聚体形成的聚集体时，染料溶液的激射阈值比纯净的染料溶液的激射阈值降低２０多倍。激射脉宽接近激发激光脉宽，激射谱带很窄并随激发强度增大而稍微红移和稍微增宽。本文讨论了这种低阈值激射的机制。

咔唑类化合物的光谱特性与三光子激射

测量了一系列新合成的咔唑类化合物的光谱特性。光谱研究结果发现端基团的选择引起双光子吸收截面的巨大变化。用1.3μm强fs激光激发其中一双光子吸收截面高达617.3 GM的分子溶液,其波长和时间分辨光谱特性表明此分子的高方向性光发射是三光子诱导激射。[1 GM(G ppert-Mayer)=10-50cm4.s.(photon)-1]。

温度变化对光纤光栅外腔半导体激光器激射波长的影响

在考虑了光纤光栅的位相后 ,从光纤光栅外腔半导体激光器 (FGESL)所满足的阈值条件出发 ,从理论上研究了温度的变化对FGESL激射波长的影响。数值模拟的结果表明 :由于温度变化造成半导体介质和光纤的折射率发生变化从而导致FGESL的纵模发生移动 ,因此FGESL的激射波长随着温度的升高将存在向长波长方向发生移动的趋势。对于短外腔 ,FGESL的纵模间距较大 ,由于半导体介质折射率随温度的变化程度大于光纤折射率随温度的变化程度 ,因而存在模式跳跃现象 ;对于长外腔 ,由于FGESL的纵模间隔很小 ,因而不存在明显的模式跳跃现象。这些结果符合其他研究者的实验观测。

室温脉冲激射的纵向控制InAs量子点激光器

利用一种我们新近提出的ＭＢＥ自组织ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ量子点生长方式，制成条型激光器，在室温脉冲工作条件下实现了激射．与测得的光致发光（ＰＬ）谱对照，发现激射峰位与量子点的ＰＬ谱峰位基本吻合．不同激光器结构的样品激射峰有相当大的移动，说明了激射来自量子点．在其它条件完全相同而仅有源区不同的条件下，纵向控制量子点激光器的阈值电流只是垂直耦合量子点激光器的１／３（６０ｍＡ∶２００ｍＡ），我们给出了一个简单的解释，并据此提出了一种实现调节量子点激光器激射能量的方法．

外腔长度变化对光纤光栅外腔LD激射波长的影响

密集波分复用(DWDM)光纤通信系统对光源的波长稳定性有很高的要求。主要就可供DWDM系统选用的光源之一光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)的波长稳定性进行讨论。通过计及半导体激光器(LD)、外腔及光纤光栅(FG)三者的共同作用,根据光纤光栅外腔半导体激光器的相位条件确定FGESL的激光纵模分布后,理论上研究了FGESL的激射波长随FG外腔长度的变化。结果表明,外腔较短时,外腔长度的微小变化可以导致FGESL的激射波长产生显著的变化;外腔较长(大于10 cm)时,外腔长度的变化对FGESL的激射波长基本没有影响。

ZnO薄膜的光抽运紫外激射

采用等离子体增强MOCVD方法生长出高质量的ZnO薄膜 ,并观察到了ZnO薄膜的光抽运紫外激射现象。在不同激发强度下进行了光荧光谱测量 ,发现紫外发光强度随着激发光强度的增加呈直线增强 ,证明此紫外发光峰来源于带边自由激子辐射复合。激发的激光器为 3倍频YAG激光器 ,脉宽 15ps,每秒 10个脉冲。抽运光达到样品的光斑直径约为 2 5 μm ,激射阈值为 0 .2 8μJ ,利用光纤连接到CCD来探测接收激射光。在 385～ 390nm之间的激射峰 ,其半峰全宽为 0 .0 3nm。所观察到的激射没有固定的方向 ,也就是说是往各个方向发射的。对于ZnO薄膜 ,由于我们并没有制作通常激光器的谐振腔 。

量子阱激光器光增益温度关系及对激射特性的影响

计算了不同温度下ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱材料光增益与载流子密度的关系．根据Ｂ－Ｄ条件：△Ｆ＞ｈｖ≥Ｅｇ＋Ｅｃ１＋Ｅｖ１，得到了△Ｆ、峰值增益光子能量和Ｅｇ＋Ｅｃ１＋Ｅｖ１与载流子密度的关系，并得到不同增益的激光器阈电流温度关系．计算结果解释了实验出现的阈电流温度的反常特性和波长开关现象，并且与器件温度特性符合．

基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换

基于半导体光放大器处于放大和激射之间的临界状态 ,实现了同相波长转换 ,转换后光信号与泵浦光信号有相同的比特系列 .运用放大器中存在的自发辐射光子诱发的受激辐射和入射信号光子诱发的受激辐射之间的竞争很好地解释了实验结果 .结果表明 ,此种波长转换结构简单。

DBR掺镱光纤激光器激射波长的研究

对基于一少量模光纤光栅和一普通光纤光栅的分布布喇格反射掺镱光纤激光器的激射波长进行了详细研究通过对普通布喇格光栅的中心波长进行调谐,发现激射波长始终是由两光栅卷积的最大值所确定的等效反射峰值相对光栅反射峰值的偏移以及激射波长相对等效反射峰值的偏移两种机理共同决定的。

一种同步回旋激射不稳定性对电磁波的直接放大

本文讨论了一种同步回旋激射不稳定性对电磁波的直接放大,它基于少量在速度空间具有空心分布的中等相对论性高能电子束与本底等离子体中本征电磁模的共振相互作用。主要关心的是的参数区域(ω_e为电子等离子体频率,Ω_e为电子回旋频率)。计算表明,若电子束的单能性很高,则不稳定性增长率比同样参数下由动力效应计算得出的增长率高若干个数量级,且最大增长率处在2ω_e附近。

激射波长和泵浦波长对掺Yb3＋双包层光纤激光器的影响

为探讨激射波长和泵浦波长对掺Yb3+双包层光纤激光器的影响,数值模拟了泵浦波长为975nm和915nm,激射波长在1050nm至1120nm范围变化时,掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性。结果表明,当泵浦波长为975nm,激射波长在1088nm左右,以及泵浦波长为915nm时,激射波长在1080nm左右时,双向泵浦和反向泵浦的掺Yb3+双包层光纤激光器输出功率达到最大值。与915nm的泵浦源相比,利用975nm泵浦可使泵浦阈值功率降低以及获得更高的激光翰出功率。泵浦波长为975nm和915nm时,激射波长在1090nm附近,阈值功率达到最低值。所得的结果对激光器的优化设计具有重要意义。

基于级联光纤Bragg光栅的外腔半导体激光器三波长同时激射

实现了使用3个级联的光纤Bragg光栅外腔半导体激光器3波长同时激射.3条谱线的峰值波长取决于光纤Bragg光栅的峰值反射波长,分别为1531.5nm、1549.4nm与1554.8nm.注入电流为52mA时,激光器总输出功率为1mW.该激光器的主要优点包括,由于输出波长被锁定在光纤Bragg光栅的Bragg波长上,因此输出波长稳定,谱线窄,成本低.可应用于多波长干涉测量以及全光通信等领域中.

碟型量子阱微腔激光器的低阈值激射

利用反应离子刻蚀 ( RIE)和湿法腐蚀方法在 In Ga As/ In Ga As P多量子阱材料上研制出直径为 8μm、4 .5μm和 2 μm的碟型半导体微腔激光器。其中 2 μm直径的微碟在液氮温度下其光泵浦激射阈值仅为 3 μW左右。对高光功率密度下泵浦时出现的多模激射、跳模和激射光谱强度饱和现象进行了研究。

抑制行波光放大器光激射的新方法

提出一种采取倾角和张角相结合的器件结构抑制行波光放大器光激射的新方法 .实验结果表明 ,抑制效果显著 。

托卡马克等离子体逃逸放电中的驰豫振荡与电子回旋激射不稳定性

我们研究了托卡马克等离子体进制电子引起的电子回旋激射不稳定性发生的条件，发现由反常多普勒效应及切伦科夫效应确定的准稳态速度分布又会激发电子回旋激射不稳定性，且其对本底电子回旋辐射的放大频段低于回旋频率，这与ＨＬ－１实验观察一致。

外腔半导体激光器激射波长温度稳定性的研究

在考虑了光纤光栅(FG)的相位分布之后,根据光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)所满足的阈值条件,从理论上研究了前端面反射率对光纤光栅长外腔半导体激光器(LECFGSL)激射波长温度稳定性的影响。数值模拟的结果表明:随着温度的变化,LECFGSL的激射波长围绕光栅布拉格反射波长上下波动,激光器前端面反射率对激射波长波动幅度有较大的影响,当前端面反射率<10-4时,激射波长与光栅布拉格反射波长基本一致,其温度稳定性较好。

空气间隙长度对光纤光栅外腔LD激射波长的影响

为了提高光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长准确性,根据光纤光栅外腔半导体激光器的相位条件确定光纤光栅外腔半导体激光器的激光纵模分布后,采用数值模拟的方法研究了光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长随光纤端头到有源区之间空气间隙长度的变化。结果表明,光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长随着空气间隙长度的变化围绕着光纤光栅的布喇格波长波动,波动的最大幅度随外腔长度的增加而减小。因而当外腔长度一定时,可以通过微小的调节空气间隙的长度使激射波长精确定位于光纤光栅的布喇格波长处。

直接激射中红外固体激光器研究进展

3~5μm波段中红外激光在遥感、通讯、气体检测、医疗等领域有着广泛的应用前景。直接激射固体激光器具有原理简单、结构轻巧等优势,是3~5μm波段中红外激光产生的重要手段。目前,这类激光器按照增益介质分类可划分为基于Er^(3+)、Ho^(3+)、Dy^(3+)、Pr^(3+)等稀土离子掺杂的固体激光器以及以Fe∶ZnSe为代表的过渡金属离子掺杂的固体激光器。本文分别介绍这两类直接激射固体激光器近些年来的研究进展,并对它们的技术路线以及发展前景进行总结。