一种大功率低偏振度量子阱超辐射发光二极管

设计了一种张应变与压应变相结合的混合应变量子阱结构超辐射发光二极管,研究了TE模和TM模在器件中的模式增益,分析了影响增益偏振性的因素,在此基础上通过改变有源层量子阱的应变类型、应变量以及层数来达到高增益和偏振不敏感性。最后按设计工艺流程生长了芯片,实验结果表明,所设计的SLD芯片单管输出功率在100mA驱动电流下可达3.5mW,出射光谱FWHM约为40nm,20nm波长范围内偏振度为0.3dB,具有较理想的大功率、宽光谱、低偏振度特性。     

1 550 nm宽光谱超辐射发光二极管的研制

超辐射发光二极管因其宽光谱低抖动的光谱特点以及输出光为非相干光的特性,在光学相干层析成像技术、光处理技术等领域具有重要应用。为获得宽光谱低抖动的超辐射输出光,设计并制备了一种1 550 nm AlGaInAs多量子阱超辐射发光二极管。采取倾斜12波导并增加隔离区,结合抗反射薄膜,最终实现宽光谱输出的超辐射发光二极管,并比较了有无隔离区对器件性能的影响。实验结果表明,制得的超辐射发光二极管3 dB光谱宽度可拓宽至83 nm,光谱纹波小于0.1 dB,在200 mA工作电流下,出光功率大于1.5 mW。     

大功率低偏振度超辐射发光二极管的研制北大核心CSCD

超辐射发光二极管(SLED)是一种非相干性光源,具有激光器功率大,耦合效能高的优点,同时也有着频谱宽、相干长度短等特点,可以应于光学相干层析技术和波分复用技术等领域。未来的发展方向是更大的功率,更大的带宽以及更低的消光比。本论文研究了1310 nm波段具有掩埋异质结构的高性能SLED芯片的设计与波导工艺制作,采取7°倾斜波导并镀上反射率小于0.1%的增透膜。经测试该SLED芯片具有大的饱和出光功率(超过20 mW),低的偏振消光比(低于0.5 dB),以及良好的光谱特性(3 dB光谱带宽大于50 nm,光谱纹波小于0.1 dB)。     

离散谱折射率法优化设计MMI型光功分器

采用离散谱折射率法直接对三维脊形自镜像效应(SIE)多模波导的模式特性进行具体分析,并根据模式传播常数偏差分布情况,引入了SIE多模波导长度微小变量用以抵消或部分减弱由各阶模式传播常数偏差引起的相位偏差,设计了一种低自镜像损耗、高均匀度、几乎与偏振无关及深刻蚀SIE多模波导结构的多模干涉(MMI)光功分器。如1×16MMI光功分器TE模的自镜像损耗为0.0451dB,均匀度0.0309dB;对TE模的自镜像损耗为0.0455dB,均匀度为0.0311dB。     

850 nm超辐射发光二极管

设计并制作了一种用于中低精度光纤陀螺系统的850 nm超辐射发光二极管,对器件的波导模式进行了分析,给出了主要技术参数的设计和测试结果.实验结果表明,器件的波长为852.8 nm,光谱半宽为26 nm,100 mA工作电流下,管芯输出功率大于4.5 mW,保偏光纤输出功率大于200μW.     

窄脊型波导半导体激光器偏振与横模关系研究

基于有效折射率法建立了窄脊型波导数值计算模型,通过实验研究了InGaAs量子阱窄脊型波导半导体激光器偏振特性与横模之间的关系。根据理论计算,脊型波导中类TM模式在慢轴方向的有效折射率差更大,类TM模式的限制因子比类TE模式的限制因子更大、更容易出现慢轴高阶模式;而随着脊型波导的高度增加,快轴高阶模式被截断,类TE₀₀模式的限制因子逐渐增加至与类TM₀₀模式相近,慢轴高阶模式因其大的散射损耗被抑制,理论上可实现高偏振度、高光束质量激光输出。在实验方面,利用量子阱材料的增益偏振特性,通过脊型高度与宽度的设计,制备了高偏振度、基横模的窄脊型波导半导体激光器。     

高功率850 nm宽光谱大光腔超辐射发光二极管

超辐射发光二极管(SLD)具有不同于半导体激光器和普通发光二极管的优异性能。为提高半导体超辐射发光管的光谱宽度,采用非均匀阱宽多量子阱(MQW)材料拓宽超辐射器件的输出光谱。优化设计器件的波导结构,利用大光腔结构设计出高功率、低发散角850 nm超辐射发光二极管。采用直波导吸收区而后在器件的出光腔面上镀制抗反射膜的方法制作超辐射发光二极管。器件在140 mA时器件半峰全宽(FWHM)可以达到26 nm,室温下连续输出功率达到7 mW。器件的垂直发散角为28°,水平发散角为10°。由于器件具有比较小的发散角,与光纤耦合时具有比较高的耦合效率,单模保偏光纤耦合输出功率达到1.5 mW。     

抗中子辐射加固超辐射发光二极管的研究

我们设计并制作了一种高性能的抗中子辐射的超辐射发光二极管。高能中子辐射后产生的位移损伤造成器件有源区内少子寿命减少,从而导致器件光输出功率的降低。通过理论分析可知高输出功率的超辐射发光二极管对中子辐射的敏感度较低。本文中的超辐射发光二极管的有源区采用了具有高量子效率和小体积有源区的InGaAsP/InP多量子阱结构,外延波导层采用了线性缓变折射率分别限制结构(GRIN-SCH),并设计和优化出了特殊波导吸收区和腔面减反射膜结构。辐射实验结果显示,在中子注量为6?10₁₃～1?10₁₄n/cm₂(1MeV)下,InGaAsP/InP多量子阱结构的超辐射发光二极管与双异质结结构相比具有更好的抗中子辐射性能。     

970 nm超辐射发光二极管弯曲脊形波导数值分析

本文基于光束传播法(beam propagation method, BPM)和时域有限差分法(finite difference time domain method, FDTD)建立了分析模型,模拟并分析了弯曲脊形波导超辐射发光二极管(superluminescent light emitting diode, SLD)不同结构参数(刻蚀深度、曲率半径、脊形宽度)对波导损耗的影响和倾斜脊形波导不同结构参数(刻蚀深度、脊形宽度、倾斜角度、发射波长)对模式反射率的影响。计算表明,弯曲脊形波导的刻蚀深度和曲率半径是影响波导损耗的重要因素。刻蚀深度较浅使波导对光场的限制作用较弱,过小的曲率半径会使模式传输泄露严重,损耗大大增加。脊形宽度越大,波导损耗越小,其对波导损耗影响较小。脊形波导的端面倾斜角度是抑制模式反射率的重要因素,脊形宽度增加,模式反射率逐渐减小,并在特定的几个角度形成的奇点达到最小值。刻蚀深度对于模式反射率的影响作用较小,但随着刻蚀深度的增加,奇点发生的角度产生了向小角度偏移。在特定的倾斜角度范围内,随着波长减小,奇点的数目会逐渐增加。研究结果可对设计具有优越性能的SLD器件...     

宽带单脊波导缝隙天线的设计

根据传输线方程推导了单脊波导辐射缝隙有源导纳的计算公式,结合三维电磁仿真软件HFSS提取了天线阵列中辐射缝隙的有源电导,设计了一个8元单脊波导缝隙线阵,实测结果表明,副瓣为-23.61dB,VSWR≤2时的相对带宽为8%,约为矩形波导缝隙天线的2倍。     

GaAs高效率高线性大功率晶体管

介绍了一种GaAs高效率高线性大功率晶体管的设计、制作和性能,包括材料结构设计、电路的CAD优化设计、功率合成技术研究等。通过管芯的结构设计、材料优化,进行了GaAs微波大栅宽芯片的研制;通过内匹配技术对HPFET(high performance FET)管芯进行阻抗匹配,实现了器件的大功率输出;通过提高栅-漏击穿电压、降低饱和压降等手段提高器件的功率和附加效率;通过严格控制栅凹槽的宽度,实现了较好的线性特性。测试结果表明,器件在5.3~5.9GHz频段内,P1dB为45W,功率附加效率ηadd为41%,实现了预期的设计目标。     

一种高速高精度比较器的设计

基于预放大锁存快速比较理论,提出了一种高速高精度CMOS比较器的电路拓扑.该比较器采用负载管并联负电阻的方式提高预放大器增益,以降低失调电压.采用预设静态电流的方式提高再生锁存级的再生能力,以提高比较器的速度.在TSMC0.18μm工艺模型下,采用Cadence Specture进行仿真.结果表明,该比较器在时钟频率为1GHz时,分辨率可以达到0.6mV,传输延迟时间为320ps,功耗为1mW.     

时空穿梭 到达未来

房间的主人想把这个视听室设计成一艘船的内部形状。如果曾经看过古代木船设计的朋友,一定知道古代木船的内部都是以木为主,而且是层层拼接,木头的质感非常强列。另外,主人还想要一个拱形的天花,灯光要柔和而浪漫。这个视听室还装备了各种世界级的影音器材,设计师为了衬托出这些顶级的器材,在装修时特地使用了昂贵的红木。     

高速高压光电耦合器

文章叙述了高速高压光电耦合器的工作原理、制作工艺、器件特性以及设计考虑。     

高占空比大功率激光器阵列

设计并研制了1cm长折射率渐变分别限制单量子阱(GRIN—SCH—SQW)单条激光器阵列。占空比为20％，在70A工作电流下，输出功率达到61．8W，阈值电流密度为220A／cm^2，斜率效率为1．1W／A，激射波长为808．2nm。     

大功率激光二极管高亮度、高功率密度光纤耦合

将条宽为 10 0μm ,有源区厚度为 1μm的大功率激光二极管 (L D)的输出光束高效地耦合到芯径是 5 0μm的多模光纤中 ,得到了高亮度、高功率密度的光纤输出 .功率密度高达 3.6× 10 4W/cm2 ,耦合效率为 70 % . L D输出光束的发散角较大并且存在较大的像散 ,因此耦合系统中需要结构复杂、性能可靠的微透镜 .采用在一个玻璃衬底上 ,具有两个不同曲率半径的双曲面透镜实现 L D与多模光纤的耦合 .     

高速高压大电流达林顿管

介绍了高速高压大电流达林顿管的设计及基本工艺。     

大功率激光二极管高亮度、高功率密度光纤耦合

将条宽为100μm,有源区厚度为1μm的大功率激光二极管(LD)的输出光束高效地耦合到芯径是50μm的多模光纤中,得到了高亮度、高功率密度的光纤输出.功率密度高达3.6×104W/cm2,耦合效率为70%.LD输出光束的发散角较大并且存在较大的像散,因此耦合系统中需要结构复杂、性能可靠的微透镜.采用在一个玻璃衬底上,具有两个不同曲率半径的双曲面透镜实现LD与多模光纤的耦合.     

高效率高功率全固态紫外激光器

报道了采用大功率国产光纤束模块端面抽运Nd∶YVO4激光晶体的腔外三倍频紫外激光器,用声光调Q技术实现了高功率高光束质量基频光输出。采用LBOⅠ类相位匹配和LBOⅡ类相位匹配的腔外倍频方法,并利用凹面反射镜的方式进行聚焦,避免了1064nm和532nm激光聚焦时由于波长的不同而产生的色差效应,有效地提高了三倍频的倍频效率。最终在注入抽运光功率为23.3W,声光调Q激光器的调制频率为20kHz的工作条件下,基频光输出功率为7.28W时,得到紫外激光输出功率为1.86W,1064nm基频光到355nm紫外激光的光-光转换效率为25.5%,此外,对紫外激光光束质量的测试表明,该紫外激光器具有高功率输出的同时仍有很好的光束质量。     

高频高线性度跨导电容滤波器

为了提高滤波器的工作频率和线性度,提出一种新型跨导放大器。该跨导器采用差分和交叉耦合来改善跨导输入级直流传输特性的线性度,以及扩大输入电压允许范围;同时,为了稳定输出共模电平和增大动态范围,提出共模反馈电路和各支路增益调整方法。对该滤波器进行理论分析和验证,结果表明,Gm-C滤波器的截止频率为159.6MHz,过渡带宽大于45dB,动态范围为64dB,具有较好的高频和高线性度特性。