应用于VCSEL的宽角度光束控制非周期性高对比度光栅阵列（英文）

设计了特定周期和占空比的非周期性高对比度光栅来实现光束的波前相位控制,进而实现对光束的多角度控制.在研究中,采用有限时域差分法模拟了特殊排列的非周期高对比度光栅,并获得了-10.644°,-21.176°,-28.307°,10.644°,21.447°和28.418°的光束控制角度.基于这种多角度控制的高对比度光栅阵列,提出了一种具有多角度光束控制的VCSEL光源,这种尺寸极小的宽角发射VCSEL光源系统能使激光雷达系统的结构紧凑化和微型化.

基于亚波长高对比度光栅的波前调控器设计

基于严格耦合波分析法分析了亚波长光栅波前调控的方法,设计了具有凸透镜、锥透镜和闪耀光栅功能的三种亚波长光栅结构,以平面方式制备了具有聚焦和闪耀效果的三种微纳结构波前调控器.计算了不同光栅厚度、光栅齿和光栅槽宽度下的光栅透射率,通过选择合适光栅参数组合,得到三种波前调控器透射率均在97%以上.硅基平面结构与常规结构器件性能相比,平面和常规透镜、锥透镜在聚焦效果上,焦斑的半高全宽近似相等,峰值强度提高了1.64和2.35倍;平面相对常规闪耀光栅的峰值强度提高了3.77倍.

弱非周期性相位取样啁啾光栅的优化方法

取样光栅可以同时对多个信道进行滤波或色散补偿 ,所以在波分复用 (WDM)系统中有广泛的应用 ,其中周期相位取样光栅是一种很有前途的设计方法 ,但周期取样的方法会使取样光栅的所有信道具有相同的色散补偿能力。提出设计弱非周期性相位取样啁啾光栅的优化方法 ,通过引入一组与信道色散补偿量有关的啁啾控制参数 ,可使不同信道的色散补偿量存在差异。运用该方法设计出弱非周期的取样光栅后 ,可用传输矩阵法来模拟该光栅的复反射谱 ,结果显示通过调整啁啾控制参数 ,可方便地控制不同信道的色散补偿能力 ,从而能实现对光纤链路色散与色散斜率的同时补偿 ,而且取样函数的幅度值的起伏则被完全消除。

基于非周期闪耀光栅的液晶相控阵波控方法研究

针对基于二元光栅演化的周期性闪耀光栅,限制了液晶相控阵所能实现的衍射角度数量以及分布,基于微波相控阵理论提出了一种基于非周期性闪耀光栅的液晶相控阵波控方法。通过衍射理论推导,证明周期性闪耀光栅是非周期闪耀光栅的特定形式。并仿真验证了基于非周期性闪耀光栅的方法能够极大地增加扫描角度数量,实现多于周期闪耀光栅10倍的可分辨角数量,使液晶相控阵阵列在不需要级联其它器件的前提下,实现视场范围内几乎所有可分辨角的光波束扫描,且不以衍射效率降低为代价。通过光束偏转实验,验证了基于非周期闪耀光栅进行液晶相控阵波控可实现均匀扫描,且可实现周期性闪耀光栅所不能实现的衍射角度。

GaSb基垂直腔面发射激光器P面反射镜优化设计

针对当前2. 0μm GaSb基垂直腔面发射激光器发展中由于传统的P面分布布拉格反射镜(P-DBRs)带来的高电阻和严重光吸收这一瓶颈问题,采用严格耦合波方法仿真设计了含高对比度亚波长光栅(HCG)的P面反射镜.实验结果表明,这种制备工艺简单的反射镜在2. 0μm中心波长附近,TM波入射时反射率超过99. 5%的高反射带宽为278 nm,反射率99. 9%以上的高反射带宽达到148 nm,完全能够满足VCSEL对谐振腔镜的要求,且能有效避免因异质外延等造成反射镜衍射特性劣化等问题.

具有偏振分束功能的894nm垂直腔面发射激光器

垂直腔面发射激光器是先进光学信息系统的关键器件之一,具有低成本、低发散角、窄线宽等优点。为满足垂直腔面发射激光器在微型原子钟、军事通信等领域的应用,优化激光器的结构参数来改善腔模位置以及在顶层集成光栅改善出光信号的光场分布就变得尤为重要。基于增益腔模失谐技术以及光栅优异的光束会聚、偏振分束功能,提出一种基于非周期性亚波长光栅的894 nm垂直腔面发射激光器。利用光栅的偏振分束功能,可使器件输出端口的消光大于30 dB。通过改善腔模位置以及氧化孔径,器件在20~90℃范围内基本工作性能保持稳定,在85℃环境下工作波长满足微型原子钟的要求,输出光功率为2 mW,为下一代微型原子钟、军事通信等的发展提供了良好的理论基础。