介质膜集成衬底垂直外腔面发射激光器

垂直外腔面发射激光器(VECSEL)可以实现大功率的高光束质量输出.针对外腔制作工艺复杂、腔体结构松散的缺点,研制了一种介质膜集成衬底表面外腔底面发射激光器.将衬底表面生长的多层介质绝缘薄膜与N-DBR、P-DBR共同构成复合腔结构,衬底充当外腔.该结构能够抑制高阶模式,进而优化输出光谱及远场发散角等光束特性.在已有的理论指导下,制作了有源区直径为200 μm、外腔腔长250 μm的VECSEL.室温下,向器件连续直流注入3.4A,测试得到输出功率为260 mW,远场发散角的半角宽度为3.8°,光谱半高全宽为0.046 nm.与常规结构底面发射VCSEL进行比较,发现VECSEL器件的光束质量得到了明显改善,实验结果与理论仿真结果有较好的一致性.     

2μm GaSb基低垂直发散角布拉格反射波导激光器优化设计

为实现2 μm低发散角激光,提出在GaSb基半导体激光器中引入布拉格反射波导,利用光子带隙效应替代传统的全反射进行光场限制。研究了分布反馈反射镜(DBR)的厚度、对数、高低折射率DBR厚度比以及中心腔厚度等参数对激光器垂直远场发散角和光限制因子的影响。结果表明:垂直远场发散角随单对DBR厚度的增加而减小;光限制因子与远场发散角都随拉格反射镜对数的增加而减小,随高低折射率DBR厚度比的减小而增大;随着中心层厚度的增大,光限制因子减小而远场发散角增大。最终在理论上优化设计出了一种双边布拉格反射波导结构的超低垂直发散角2 μm GaSb基边发射半导体激光器,其垂直远场发散角可降低到10°以下。     

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InGaAs/InGaAsP多量子阱材料上研制出直径为8μm、4.5μm和2μm的碟型半导体微腔激光器。其中2μm直径的微碟在液氮温度下其光泵浦激射阈值仅为3μW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。并对微碟激光器的激射光谱线宽特性进行了初步的分析。     

载银二氧化钛纳米管表面pH敏感膜构建及其抑菌特性

采用表面涂覆硅烷偶联剂KH550、两步光接枝、阳极氧化等方法,在钛表面成功制备出一种pH型敏感膜覆盖的载银二氧化钛(TiO2)纳米管阵列。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)、原子吸收光谱(AAS)对该pH敏感膜覆盖的载银TiO2纳米管阵列理化性能进行了表征,采用抑菌环实验定性考察了样品的抗菌特性,并计算其抑菌率。结果表明,含银离子溶液在毛细管力作用下大量进入TiO2纳米管中,并在pH型敏感膜的调控下,使银离子在不同pH环境下具备不同的释放行为,从而达到良好的控释效果;载银TiO2纳米管的抑菌率与银离子负载量成正比,且抗菌性能持久。     

L波段高掺铒光纤超荧光光源

采用半导体激光二极管泵浦12cm长高掺铒光纤,在双程前向装置中,获得了10.8mW最大超荧光输出功率,斜率效率10.6%,在1553.1~1588.6nm接近36nm的范围内,功率抖动小于0.2dBm。作为比较,在相同实验条件下泵浦10cm长的高掺铒光纤,结果显示输出光谱带宽明显下降,C波段的放大自发辐射远大于L波段的,由此也证明了L波段的放大自发辐射是由C波段的放大自发辐射泵浦产生的。     

全光纤声光调Q铒镱共掺双包层光纤激光器

对LD抽运全光纤声光调Q铒镱共掺杂双包层光纤激光器进行了实验研究.采用两个半导体激光器作为抽运源,利用带尾纤声光调制器作为Q开关,以铒镱共掺杂双包层光纤作为增益介质,以光纤布拉格光栅作为反馈器件,在线形腔结构中,获得了波长1 549.47 nm,谱线半峰全宽0.499 nm的稳定激光脉冲序列.脉冲重复频率1~15 kHz可调,在重复频率1 kHz时,得到最大单脉冲能量209 μJ,平均输出功率209 mW,脉冲宽度约100 ns,脉冲峰值功率2 kW.在不同重复频率下,测量了单脉冲能量和平均功率随入纤功率的变化.     

Yb3+：Pr3+：ZBLAN光纤中4f5d上转换激发的理论研究

利用粒子数速率方程和相关的辐射跃迁理论,计算了Yb³⁺:Pr³⁺:ZBLAN光纤中Pr³⁺离子4f5d能级两步上转换激发的动力学过程.得到不同Pr³⁺掺杂浓度下,激发光的光谱强度和粒子数密度的纵向分布和有效光纤长度随激发光的光谱强度的变化关系.另外,还得到了4f5d荧光强度与入射光强、光纤长度和Pr³⁺掺杂浓度的关系,给出了激发效率与激发光的光谱强度和Pr³⁺掺杂浓度的关系.     

天津沿海潮间带沉积物中稀土元素的地球化学特征

研究了天津沿海潮间带沉积物中稀土元素(REE)的地球化学特性以及污染条件下稀土元素的环境行为特征,通过稀土分布模式特征探讨了潮间带沉积物的物质来源.结果表明(1)潮间带沉积物中14种稀土含量总和的均值为164.5mg@kg-1,但各岸段又有不同.大致以海河口为界,北部明显高于南部,均值分别为182和150mg@kg-1,均明显高于海洋沉积物稀土含量;(2)海岸带沉积物稀土形态分布特征是自北向南残渣态比例逐渐下降,铁锰氧化物态和有机结合态比例逐渐增高,与黄河、长江等大河相比,残渣态和碳酸盐态比例都显著偏低;(3)稀土元素分布模式均为轻稀土富集、铕中度亏损型,与沿海排污河及内陆大河沉积物稀土分布模式相似,而与海洋大陆架沉积物稀土分布模式有显著差别.     

CsPbBr3光波导中激子局域场和复合速率的增强

将银膜和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及高增益的钙钛矿CsPbBr3集成一个平面光波导,通过对体系的物理机理和光学特性研究,探索等离子体结构新应用的可能.实验结果表明,随着体系结构的改变,特别是对PMMA厚度的调制,发现局域在银膜和钙钛矿CsPbBr3界面电磁场增强,使得CsPbBr3激子的发光和辐射速率(Γ=τ-1)增...     

高速1550nm垂直腔面发射激光器研究进展

垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有生产成本低、调制速率高等优点,在光通信领域占有重要地位。随着数据需求量的飞速增长,在长距离信息传输中,具有低损耗的1 550 nm波长的VCSEL引起了研究人员的兴趣。本文首先介绍了1 550 nm VCSEL的结构,然后讨论了其带宽限制因素以及相应的改进方法,接着从NRZ(不归零)调制和PAM4(四电平脉冲幅度)调制两方面对近年来高速1 550 nm VCSEL的研究进展进行了综述,最后展望了高速1 550 nm VCSEL在未来光通信领域的发展和应用。