高功率980nm垂直腔面发射激光器的温度特性

应变补偿量子阱结构因带宽大、增益高和波长漂移速度低等特点而成为近年来研究的热点.首次介绍了国内980 nm 高功率InGaAs/GaAsP应变补偿量子阱结构的垂直腔面发射激光器(VCSEL) 变温实验,测得脉冲条件下600 μm直径的器件在10-100℃温度范围内发射波长漂移速度为0.05 nm/K,阈值电流随温度变化呈现先缓慢下降后迅速上升的特性.结合VCSEL反射谱、PL谱和增益峰值波长漂移速度,对器件阈值电流特性进行了合理的分析和解释.连续工作状态下,测试得到器件峰值功率为1 W,根据波长与耗散功率的实验曲线及热阻计算公式,可估算出垂直腔面发射激光器热阻值为10 K/W.     

隧道再生结构的垂直腔面发射激光器激射特性研究

对隧道再生多有源区内腔接触式垂直腔面发射激光器(VCSEL)材料特性进行了实验研究,得到了VCSEL外延片量子阱增益谱峰值波长、谐振腔谐振波长、DBR反射谱中心波长及材料的生长厚度偏差等重要信息。如果谐振腔谐振波长比增益谱峰值波长长20nm以上,阈值条件很难得到满足,器件很难实现激射。符合模拟参数生长的双有源区隧道再生VCSEL实现了室温激射。氧化孔径8.3μm器件,在11mA注入电流下,获得5mW的输出功率,斜率效率0.702mW/mA,激射波长970nm。     

隧道再生多有源区垂直腔面发射激光器光学特性研究

文章对隧道再生两个有源区内腔接触式垂直腔面发射激光器(VCSEL)光学特进行了研究。主要包括:通过纵向光场分布模拟分析了驻波效应;测量得到了VCSEL外延片量子阱增益谱峰值波长、谐振腔谐振波长、分布布喇格反射器(DBR)反射谱中心波长及材料的生长厚度偏差等重要信息,并结合增益谱,对该外延片制备的器件不激射的原因进行了分析解释。此外,对该外延片边发射模式特性进行模拟计算,由于DBR结构的存在,此结构的光场强度分布明显不同于普通的边发射激光器,模拟得到的远场发散角与测量结果相吻合。     

980nm垂直腔面发射激光器的外延生长

模拟了垂直腔面发射激光器(VCSEL)的反射谱和量子阱增益谱,采用金属有机物化学气相沉积设备外延生长了980 nm的垂直腔面发射激光器,制作了氧化孔径为14 μm的内腔式氧化限制型VCSEL器件,其阈值电流为3.3mA,阈值电压为1.8V,斜率效率为0.387 W/A,室温直流电流为22.8 mA时,输出光功率为5 mW.     

外腔面发射激光器自发辐射谱的热特性

热效应是限制外腔面发射激光器(VECSEL)输出功率和光束质量的主要原因。为了优化VECSEL增益芯片有源区量子阱的设计,降低激光器的热效应,提高斜效率和输出功率,采用光致荧光谱方法,对设计波长980nm VECSEL自发辐射谱的热特性进行了实验研究。取得了不同热沉温度下边发射和面发射谱随温度的变化数据。结果表明,反映有源区量子阱自身特性的边发射谱峰值波长随温度升高的红移速率是0.5nm/K,而受到增益芯片多层结构调制的面发射谱峰值波长随温度升高的红移速率只有0.1nm/K;由于受到VECSEL增益芯片中微腔的限制,面发射谱分离为多个模式,分别与微腔的腔模对应。可见对量子阱的发射波长及微腔腔长做预偏置优化处理,可以显著改善激光器的输出性能。     

垂直腔面发射激光器特性测试系统与应用研究

根据垂直腔面发射激光器(VCSEL)的工作特性,设计了一种新型的易于实验室普及使用的VCSEL特性测试系统,文中详细介绍了该测试系统的组成,包括VCSEL的驱动电源--锯齿波稳流电源、光电检测电路和图象显示及数据传输系统等,并对垂直腔面发射激光器(VCSEL)的工作特性进行测试,得到了相关测试曲线.研究表明,该系统使用方便,成本适中,有一定应用价值.     

850nm垂直腔面发射激光器结构优化与制备

根据分布布拉格反射镜(DBR)的工作原理,优化量子阱(QW)和DBR结构,采用Crosslight计算机模拟软件模拟了垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的反射谱和QW增益谱,确定QW组分、厚度以及DBR的对数。采用分子束外延技术外延生长并制备了850nm顶发射VCSEL。测试结果表明,阱宽为5nm的In_(0.075)Ga_(0.925)As/Al_(0.35)Ga_(0.65)As QW,在室温下激射波长在840nm左右,设计的顶发射VCSEL结构通过Ocean Optics Spectra Suite软件验证,得到室温下的光谱中心波长在850nm附近,证实了结构设计的正确性。     

氧气传感760 nm垂直腔面发射半导体激光器

在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器 （Vertical Cavity Surface-Emitting Laser, VCSEL）,详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性,确定了量子阱组分及厚度参数,并设计了室温下增益峰与腔模失配为10 nm的VCSEL激光器结构,完成了VCSEL结构的器件制备。VCSEL激光器在工作温度25 °C时单模功率超过2 mW ,此时边模抑制比为28.1 dB,发散角全角为18.6°。随着工作电流增加,VCSEL激光器的发散角随之增加,然而激光远场光斑仍然为高斯形貌的圆形对称光斑。通过调节VCSEL激光器的工作温度与工作电流,实现了VCSEL单模激光波长从758.740 nm至764.200 nm的近线性连续调谐,VCSEL工作在15 ~ 35 °C时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192 nm/mA; 温度调谐系数由0.072 nm/°C变至0.077 nm/°C。在两个氧气特征吸收波长附近,VCSEL激光的边模抑制比分别达到了32.6 dB与30.4 dB。     

激光光谱研究垂直腔面发射激光器的特性

设计并实现了一种通过原子对激光的吸收光谱研究被动型相干布居囚禁(CPT)原子钟所使用的垂直腔面发射激光器(VCSEL)特性的实验方法。通过切换输入VCSEL的微波功率,实验记录原子对单色和调频多色激光的吸收谱,借助光谱分析研究了VCSEL激光管自身温度变化速度、微波功率变化造成VCSEL的温度变化及VCSEL输出波长随温度的变化等特性,以及通过所实现的光谱直接测量所用VCSEL制备CPT态的效率。该方法为CPT原子钟所用的VCSEL提供了一个有用的测试、研究平台,对于原子钟的研制和VCSEL研究具有实际价值。     

微小孔阵列垂直腔面发射激光器的研究

在980nm波长的大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)的基础上制备了高输出功率的微小孔阵列半导体激光器,其最大输出光功率达到了1mW。介绍了针对微小孔阵垂直腔面发射激光器的特殊制备工艺,并对其特性进行了分析。     

感知无线电中频谱共享技术的研究

文章研究了感知无线电网络中联合频谱分配和调度的问题,给出了基于物理干扰模型的频谱分配算法。调度算法是对由频谱分配算法得到的一系列传输模式进行调度,从而实现频谱共享。本文基于提出的频谱分配算法通过仿真比较了三种调度算法,结果表明考虑了公平性的调度算法的网络吞吐量有稍微的降低（可达到最大吞吐量的96%）,但感知用户的整体需求满足度却得到了很大的提高,即达到了很好的公平性。     

认知无线电网络中的频谱管理技术

由于可用频谱的动态特性和应用需求的多样性,认知无线电（Cognitive Radio,CR）面临很多挑战,其中最为迫切的一个问题是有效的频谱管理技术。首先简要介绍认知无线电及其网络体系结构,然后讨论频谱管理的定义和功能,具体包括四个主要方面：频谱感知、频谱决策、频谱共享和频谱迁移。     

基于Labview的虚拟频谱分析仪的设计

文中设计了基于Labview的频谱分析仪,采用频谱分析原理。经过采样,使连续时间信号变为离散时间信号,然后利用Labview的强大的数字信号处理的功能,采样得到的数据进行滤波、加窗、FFT运算处理,得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。并具有数字显示、图形绘制,数据储存等功能,实现了幅度谱和相位谱的分析。     

基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法研究及实现

针对无线电系统身份识别问题,提出了一种基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法,该方法中发射端首先选择一个码片速率高、码长长的扩频码来调制用于标识无线电系统身份的频谱水印信号,然后利用加性准则周期性地将其嵌入到无线电信号中。接收端首先将接收的中频信号分成 N 段,并对每段信号进行解扩和解调,最后利用 N 次解调结果实施综合融合判决来提取频谱水印。同时基于 USRP 平台构建了基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法的验证系统,理论分析与实验验证结果表明：提出的方法能够在不对原始信号正常解调产生有害干扰的条件下,可有效提取频谱水印,具有较强的通用性和鲁棒性,为有效标识和识别无线电系统提供技术手段。     

ZnO纳米棒薄膜光学性能的系统研究

采用简化的种子层制备工艺在ITO基底上制备了ZnO种子层,并使用化学溶液沉积法制备了高度取向的ZnO纳米棒阵列。采用XRD和SEM对ZnO纳米棒的结构和形貌进行表征,并对样品的光学性能进行了测试。测试结果表明,所制备的ZnO纳米棒为c轴择优取向的六角纤锌矿结构,直径为66~122nm可控,且排列紧密,形貌规整。光学性能测试结果表明,吸收光谱在375nm附近表现出强烈的紫外吸收边是由于禁带边吸收引起的;反射光谱具有一定的周期振荡性,可用于薄膜厚度的估算;光致发光谱在378nm附近有很强的紫外发射峰;增大生长液浓度和高温退火可降低缺陷发光,改善结晶质量。     

认知无线电中的频谱共享技术

认知无线电（cognitive radio,CR）具有动态重用空闲频谱资源的能力,可以有效提高频谱利用率,是一种智能的频谱共享技术。文章给出了一种频谱共享的过程,阐述了频谱共享各个步骤包括频谱感知、频谱分配、频谱接入和频谱移动的概念、功能和研究现状,分析了频谱共享的关键技术,重点介绍了其中的频谱池策略、频谱分配算法和功率控制算法。     

基于立方卷积插值的信号DFT频谱校正算法

由于栅栏效应的存在,会使得基于信号DFT谱峰搜索的测频算法产生很大误差,因此在测频之前一般需对信号的DFT频谱进行校正。推导出用于单正弦信号DFT频谱校正的立方卷积插值核函数、插值函数及形状参数,并依据脉冲雷达信号是无数个正弦信号之和的事实,将其推广至脉冲雷达信号DFT频谱的幅度校正,给出其频谱检测算法。     

邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌(ZnPcS2P2)的光谱特性

测定和研究光敏剂的光谱特性,可为确定最佳治疗的光源波长提供直接依据,同时也是荧光诊断中选定检测荧光波长的理论依据．本文研究新型光敏剂邻苯二甲酰亚氨基酞菁锌（ZnPcS2P2）的光谱特性,测出ZnPcS2P2在含10%人血清生理盐水的吸收光谱和荧光发射光谱,并与血卟啉衍生物（HpD）进行比较。实验结果表明：在吸收光谱中ZnPcS2P2的最大吸收峰位于670nm,而HpD的最大的吸收峰在405nm处,所以在光动力学治疗中ZnPcS2P2比HpD效果更好。当用波长为632nm的光源激发时,从荧光发射光谱可知,HpD比ZnPcS2P2获得的荧光激发效率高。因此,HpD在光动力学诊断中有更突出的优点。     

Predicting required licensed spectrum for the future considering big data growth

This paper proposes a new spectrum forecasting (SF) model to estimate the spectrum demands for future mobile broadband (MBB) services. The model requires five main input metrics, that is, the current available spectrum, site number growth, mobile data traffic growth, average network utilization, and spectrum efficiency growth. Using the proposed SF model, the future MBB spectrum demand for Malaysia in 2020 is forecasted based on the input market data of four major mobile telecommunication operators represented by A–D, which account for approximately 95% of the local mobile market share. Statistical data to generate the five input metrics were obtained from prominent agencies, such as the Malaysian Communications and Multimedia Commission, OpenSignal, Analysys Mason, GSMA, and Huawei. Our forecasting results indicate that by 2020, Malaysia would require approximately 307 MHz of additional spectrum to fulfill the enormous increase in mobile broadband data demands.     

一种基于认知无线电的动态频谱接入MAC方案

在传统的无线通信系统中,频谱的分配是固定的。但是由于通信过程的突发性,这些频谱的使用率很低。另一方面,随着无线通信和多媒体的高速发展和广泛应用,无线频谱资源日趋紧张。如何提高频谱利用率已经成为迫切需要解决的问题。一种可行的思路是把这些授权频谱向未授权用户开放,未授权用户采用动态频谱接入技术,在不对授权用户造成干扰的前提下使用频谱。本文以认知无线电技术(Cognitive Radio,CR)为基础,提出了一种基于CR的动态频谱接入MAC方案(CR-Ad Hoc-MAC)。该方案允许未授权用户自适应地选取可用带宽,实现了动态频谱接入,有效地提高了频谱利用率。