半导体激光器的最新进展

自1960年T·Mainman发现第一个红宝石激光器以来,至今已有30多年的历史.在此期间,激光的理论和技术发展十分迅速,各类激光器应运而生,数量达上千种之多.然而在众多的激光器家族中,半导体二极管激光器则独占鳌头,在当今世界激光工业中占据着统治地位.半导体激光器自1962年问世以来,因其独特的优异性能而被广泛应用于各个领域,不仅成为办公室中常见的元件,而且还进入到寻常百姓家中.据美国Frost＆Sullivan公司调查,1985年半导体激光器的销量将达6千万只,到1999年,年销售量将上升到1亿只.至今,它在世界市场上的年增和率仍保持在10%以上.从数量上     

基于氮化物半导体的远红外量子级联激光器

给出基于GaN量子阱材料的远红外量子级联激光器,其优越性表现在AlGaN/GaN量子阱中,超快的纵向光学声子散射能够迅速的消除激光低能态的布居数,GaN的大纵向光学声子能量(～90 meV)能有效地减少高温下产生激光低能态的热布居.理论分析显示,用一个相对较低的阈值电流密度(832 A/cm2)就能在室温下产生50/cm的阈值光学增益.还发现这种结构的特征温度T0高于136 K.     

基于封装的半导体激光器热特性分析

半导体激光器封装工艺的基础上,分别用In焊料和AlN过渡热沉以C-Mount形式封装出两类半导体激光器,随后从热传导理论及其有限元法出发,在对两只激光器进行光谱等参数测试后分别计算它们的稳态热阻。有限元分析软件对两半导体激光器作了稳态或瞬态模拟,得出了它们的温度分布云图。从热导角度对两类封装优缺点进行讨论。     

用于高功率半导体激光器列阵散热的微通道热沉的研制

理论分析了微通道热沉的热阻的组成,采用微机械加工技术和铜直接粘接技术(DBC)制作了冷却大功率半导体激光器列阵的5层结构的无氧铜微通道热沉;通过测试,用其封装的808 nm线阵二极管激光器准连续输出功率达38.5 W,无氧铜微通道热沉热阻为0.645℃/W,热沉的表面温度均匀性好,能有效散热,满足散热要求.     

光声气体检测系统中半导体激光器的波长调制

在光声光谱法气体检测中,因为激光器发光波长需与待测气体吸收峰严格匹配,所以需对激光器波长精确调谐.由于半导体激光器发光的波长与温度、驱动电流间有确定的关系,采用波长调制的方法,在一定精度的温度控制下,对波长进行扫描,可确保激光器驱动信号在一个周期内能够产生稳定的光声信号.实验表明,该方案能满足光声气体检测系统的要求.     

外腔半导体激光器

本文利用传输线描述法,推导了复合外腔半导体激光器的振荡条件,详细分析了外腔半导体激光器的阈值特性、光谱特性、选模特性及线宽加强因子对光谱的影响,实验结果与理论分析一致。     

808 nm大功率半导体激光器的低频电噪声

对 8 0 8 nm大功率半导体激光器的低频电噪声进行测试 ,给出器件电噪声与频率、注入电流之间关系 ,讨论噪声与电、光导数之间的关系 .结果表明 ,80 8nm大功率半导体激光器的电噪声在低频段主要为 1 /f噪声 ,并在阈值附近有最大值     

半导体激光器阵列发光面光束均匀度的特性测试

针对高功率的半导体激光器阵列,提出一种测试其发光端面均匀度特性(包括光强分布均匀度及光谱特性均匀度)的测试方法和测试系统.激光光束通过光纤传输后由光纤尾端的探测器或光谱仪接收用以获得测试点的光强或波长,利用电移台带动光纤扫描整个发光面得到发光面上每一点的光强或波长,从而获得其发光面光束均匀度特性.实验表明该方法和系统是可行的,可以作为评价半导体激光器阵列光束质量和性能的一种有效手段.     

低阈值大功率半导体激光器的研制

近几年来,针对光盘的信息处理、激光印刷和长距离通信等实际应用的需要,稳定的单模大功率半导体激光器的研究取得了很大进展.对于GaAlAs/GaAs激光器,限制输出功率增加的主要原因之一是腔面的光学灾变损伤,利用扩大近场束斑尺寸来减少腔面的光子流密度或使腔面变成对光不吸收的透明区都是提高功率输出的重要途径,而降低阈值电流减     

DWDM光源用半导体激光器组件温度特性分析

本文分析了激光器组件的温度特性模型;通过自主设计的测试系统,对LD组件的温度误差模型、温度控制对象模型进行了验证。可以看出,针对密集波分复用DWDM光源的特点建立的温度模型,在精确反映控制对象特性的基础上,忽略了一些次要因素的影响,大大简化了DWDM光源的控制对象分析。     

四极子形量子级联微腔激光器

不同的波导和谐振腔形式,对应的量子级联微腔激光器的特性有显著的不同.四极子量子级联微腔激光器带来的光的方向性激射,解决了对称型微腔激光器光的方向性激射的困难.本文简单介绍了四极子量子级联微腔激光器的由来和其相关的几种激光器.     

增益开关半导体激光器特性的实验研究

本文用分布反馈半导体激光器和增益开关技术，研究了不同工作条件下超短光脉冲的输出特性。     

LD泵浦NYAB自倍频激光器和双波长激光器

研制出国内第一台用ＬＤ泵浦的ＮＹＡＢ自倍频激光器和双波长激光器。采用直接耦合方式进行端面泵浦。自倍频激光器产生 ０．５３１ μｍ的绿色激光，基横模运转，阈值泵浦功率为 １４．３１ ｍＷ，输出功率达 ２．２ ｍＷ，斜效率达 ２．１％。双波长激光器同时产生 ０．５３１ μｍ的绿色激光和 １．０６２ μｍ的近红外激光，基横模运转，阈值泵浦功率为１４．８１ ｍＷ，输出功率达 ９．２ ｍＷ，斜效率达 ７％。     

基于双波长集成半导体激光器的DVD光学头

提出了一种基于双波半导体激光器的DVD光学头方案，双波长半导体激光器能发射两个波长的激光，650nm的光束用来读取DVD，780nm的光束用来读取CD和CD－R／RW，讨论了设计中光轴的校正和伺服信号提取等关键问题，试验结果显示该方案是可行的。     

用Simulink软件模拟分析量子阱半导体激光器

分析了单量子阱激光器（ＳＱＷ－ＬＤ）工作原理,阐述了载流子和光子在器件内部运动过程中,分别限制异质结构和量子阱之间引入过渡态（准二维态）的作用及必要性,在此基础上,给出了完的速率方程。使用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件建立了ＳＱＷ－ＬＤ的数值分析模型。     

大功率半导体激光器恒温系统

采用半导体制冷和风冷混合制冷的方式对大功率半导体激光器进行恒温工作控制.通过实验研究半导体激光器的工作温度保持在45℃以内,控温精度在±0.1℃的状态下稳定工作,半导体激光器输出功率达到15.28W.     

可调谐半导体激光器的动态波长切换控制

对单片集成半导体光放大器(SOA)的取样光栅分布布拉格反射型(SGDBR)激光器的动态波长控制技术进行了研究.设计的控制系统可对SGDBR激光器的前、后光栅节和相位节提供高同步精度的快速电流切换信号,使SGDBR激光器的输出波长实现ns量级的切换.同时,对SGDBR激光器动态波长切换过程中的瞬态效应进行了实验研究,在波长切换过程中精确控制SOA节驱动电流的关断时间,可以有效屏蔽SGDBR激光器在波长切换过程中出现的中间瞬态模式,从而改善SGDBR激光器的动态性能.     

基于半导体制冷器的激光器温度控制系统

采用NTC作为温度传感器进行温度采集,利用PWM脉宽调制技术及PID补偿算法实现温度调节,半导体制冷器作为控制终端控制激光器温度.经过实验测试,使激光器温度保持在19～21 ℃范围内.