808 nm高占空比大功率半导体激光器阵列

 采用渐变折射率分别限制单量子阱宽波导结构,通过降低非辐射复合、有源层载流子泄露、散射和吸收损耗来提高出射效率和降低激光阈值电流,从而提高半导体激光器阵列的输出功率;同时使P面具有更高的粒子掺杂数密度,优化N面合金条件,降低半导体激光器的串联电阻,降低焦耳热,提高了半导体激光器阵列的转换效率。利用金属有机化学气相淀积技术生长GaInAsP/InGaP/AlGaAs渐变折射率分别限制单量子阱宽波导结构激光器材料,利用该材料制成半导体激光线阵列在20%高占空比的输入电流下,半导体激光器的输出峰值功率达到189.64 W(180 A),斜率效率为1.1 W/A,中心波长为805.0 nm,阈值电流为7.6 A,电光转换效率最高可达55.4%;在1%占空比的输入电流下,阵列的输出峰值功率可达324.9 W(300 A),斜率效率为1.11 W/A,阈值电流为7.8 A,电光转化效率最高达55.6%,中心波长为804.5 nm。     

高性能9xx nm大功率半导体激光器（英文）

为了改善9xx nm高功率半导体激光器的性能,对n包层和p包层的掺杂分布进行了调整,以减小激光器的内部损耗。同时为了减小有源区载流子的泄漏,在有源区和波导层之间引入了高能量带隙GaAsP。设计并制作了内部损耗为1.25 cm-1的高功率激光器。器件可靠性工作的最大输出功率为26.5 W。当输出功率为10.5 W时,最大电光功率转换效率为72.4%,斜率效率为1.16 W/A。     

980nm半导体激光器n型波导结构优化

为了提高980nm半导体激光器的输出功率并获得较小的远场发散角,在非对称波导结构的基础上设计了n型波导结构,即在n型波导中引入高折射率的内波导层。采用理论计算和SimLastip软件模拟对常规非对称波导结构和内波导结构进行了研究。利用分子束外延系统生长980nm内波导结构的外延材料,并制作了激光器。对于条宽为100μm、腔长为1000μm的器件,阈值电流为97mA,斜率效率为1.01W/A;当注入电流为500mA时,远场发散角为29°(垂直向)×8°(水平向),与模拟结果相符。理论计算和实验结果表明:较之于常规非对称波导结构,内波导结构可有效降低光场限制因子,提高输出功率,减小远场发散角。     

高功率、高效率808nm半导体激光器阵列

通过设计高效率808 nm非对称宽波导外延结构,减少P型波导层和包层的自由载流子光吸收,实现腔内光吸收损耗为0.63 cm~(-1).制备的808 nm半导体激光器阵列在室温25?C下,实现驱动电流135 A,工作电压1.76 V,连续输出功率大于150 W,斜率效率高达1.25 W/A,中心波长809.3 nm,器件最高电光转换效率为65.5%,这是目前国内报道的808 nm半导体激光器阵列的最高电光转换效率,达到国际同类器件最好水平.     

基于MOPA结构的1120nm掺Yb光纤放大器

基于主振荡功率放大器,采用1120nm光纤激光器作为种子激光,将其注入20m大模场面积单模双包层掺Yb光纤放大器,并用976nm半导体激光器泵浦实现了1 120nm信号光输出.实验中将注入种子激光功率预设为10mW,当半导体激光器泵浦功率增大至1.5 W时,放大器系统开始输出1 120nm信号光.当泵浦功率低于3.4W时,信号光功率随泵浦功率缓慢增长,系统斜率效率较低;而当泵浦功率高于3.4W时,信号光功率随泵浦功率线性增长,斜率效率明显增大,达到48.5%.限于最大注入泵浦功率为6.8W,放大器输出最高1 120nm信号光功率为1.97W,总的光-光转化效率为29%.输出信号光中心波长为1 120.89nm,线宽为0.02nm,极好地保持了种子激光的特性.结合实验情况,利用双包层光纤放大器的稳态理论模型,采用有限差分方法模拟了放大器输出信号光功率随泵浦光功率的变化曲线,结果显示理论模拟所得变化趋势与实验结果吻合良好,系统将在泵浦功率达到200W左右时达到饱和状态,说明目前光纤放大器系统具有很大的功率提升空间.     

螺旋波导压缩频率调制脉冲的初步研究

利用螺旋波导对频率调制脉冲进行压缩可大幅度提高脉冲峰值功率。利用所编Matlab程序对螺旋波导的色散特性进行了计算和分析,获得了波纹幅度和纵向周期长度等结构参数对其色散特性的影响规律;给出了脉冲功率压缩比的计算公式,对不同脉宽和频带宽度、不同频率调制形式的微波脉冲通过螺旋波导后的功率压缩比进行了计算和分析。计算表明:脉冲的频率调制形式对功率压缩比影响较大;相同频率调制形式下,脉冲长度越长,工作频带越宽,功率压缩比越高。为了获得尽可能高的功率压缩比,需对脉冲的频率变化方式进行调节,使其与螺旋波导色散特性匹配。同时还需要在高的功率压缩比和高的压缩效率之间做出权衡。计算得到,当注入脉冲的脉宽为40ns、工作频带为8.8~9.5GHz、频率调制形式与螺旋波导色散特性匹配时,功率压缩比达到了15,压缩效率约为40%。     

905 nm多有源区半导体激光器芯片结构优化设计

905 nm多有源区激光器主要用作车载激光雷达的信号源。为了进一步降低激光器的阈值电流、提高斜率效率,对激光器芯片结构进行优化。在非对称大光腔波导外延结构的三有源区激光器中引入隔离沟道结构,通过控制隔离沟道的刻蚀深度和间距来抑制电流的横向扩散效应,提升器件性能。所制备的腔长为1 mm、电极宽度为110μm、沟道刻蚀深度为7.0μm,间距为125μm的三有源区器件,能够将阈值电流降低到0.64 A,得到3.58 W/A的斜率效率,并在0.1%电流脉冲占空比的工作条件下获得134 W的峰值功率。     

12 W高功率高可靠性915 nm半导体激光器设计与制作

本文设计并制作了一种高效率、高可靠性的915 nm半导体激光器。半导体激光器是光纤激光器的关键部件,为了最大限度地提高器件的电光转换效率,在设计上采用双非对称大光腔波导结构,同时对量子阱结构、波导结构、掺杂以及器件结构进行了系统优化。器件模拟表明,在25℃环境温度下,器件的最高电光转换效率达到67%。采用金属有机气相沉积(MOCVD)法进行材料生长,随后制备了发光区域宽度为95μm、腔长为4.8 mm的激光芯片。测试表明,封装后器件的效率以及其它参数指标达到国际先进水平,在室温下阈值电流为1 A,斜率效率为1.18 W/A,最高电光转换效率达66.5%,输出功率12 W时,电光转换效率达到64.3%,测试结果与器件理论模拟高度吻合。经过约6 000 h的寿命加速测试,器件功率没有出现衰减,表明制作的高功率915 nm激光芯片具有很高的可靠性。     

大功率780 nm单管连续输出16 W和巴条连续输出180 W半导体激光器

设计并制备了780 nm大功率半导体激光器的单管和巴条。采用金属有机化学气相沉积技术制备的外延结构,分别使用GaAsP和GaInP作为量子阱和波导层,限制层是具有高带隙的AlGaInP材料。量子阱与波导层带隙0.15 eV,波导层与限制层带隙0.28 eV,抑制了载流子泄露。1.55μm厚非对称大光学腔波导结构抑制快轴高阶模,同时缓解腔面损伤问题。为进一步提高腔面损伤阈值,利用超高真空解理和钝化技术,在腔面上沉积了非晶ZnSe钝化层。条宽150μm、腔长4 mm的单管器件,在电流为15 A时,输出连续功率16.3 W未出现COD现象,斜率效率达到1.27 W/A,电光转换效率为58%,慢轴发散角9.9°,光谱半高宽为1.81 nm。填充因子为40%的厘米巴条,在192 A下实现连续输出功率180 W,电光转换效率为50.7%,光谱宽度仅为2.2 nm。     

450nm GaN基半导体激光器腔面反射率的优化

分析腔面反射率对GaN基半导体激光器斜率效率和输出功率的影响,并对出射波长为450 nm的激光器进行实验验证。结果表明,对于非对称谐振腔结构,通过优化腔面反射率,可以抑制空间烧孔非线性效应,提高器件的微分量子效率和最大输出功率。当前腔面反射率为5%时,斜率效率大于1.3 W·A~(-1),并在3 A的连续工作电流下,获得了2.6 W的高功率输出。     

大功率激光二极管抽运Nd：YVO4激光器的特性研究

通过对Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体吸收特性的研究,对激光输出功率、斜效率与抽运动率的关系进行了理论分析,发现Ｎｄ：ＹＶＯ４激光器在磊功率激光二极管抽运的条件下,激光斜效率随抽运功率的增加而减小。实验表明,理论结果与实验符合得较好。选用２Ｎｄ＾３＋掺杂的原子数分数为０．５％、通光长度为５ｍｍ的Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体,在抽运功率５Ｗ左右时,输功率为３Ｗ左右的,获得了７１．５％的激光斜效率。     

850nm高亮度锥形半导体激光器的光电特性

采用激射波长为850 rm的AlGaInAs/AlGaAs梯度折射率波导分别限制增益量子阱结构的外延片,设计并制备了具有条形结构和锥形结构的半导体激光器.在输出功率同为1 W时,锥形激光器的发散角、光束传播因子和亮度分别为4°、2.8和9.9 MW·cm-2·sr-1,远好于条形激光器的6°、9.2和3.0 MW·cm...     

气源MBE外延自组装GeSi量子点光致荧光研究

利用气源分子束外延设备（MBE）制作了GeSi自组装量子点样品。利用原子力显微镜（AFM）和光致荧光（PL）光谱研究了量子点的形貌和光学性质。气源MBE在较低温度下生长的量子点材料具有较高的量子点覆盖度。200K以下载流子以局域激子形式束缚在量子点中,激子束缚能约为17meV。升温至200K,载流子的输运过程发生变化。对量子点PL积分强度与温度关系曲线进行拟合得到量子点中空穴跃迁至浸润层的热激活能为129meV。     

Highly-Efficient Ho:S<Subscript>i</Subscript>Sc<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>5</Subscript> Laser Pumped by a Narrow Line-Width Tm:YAP Laser at 1.94 <Emphasis Type="Italic">μ</Emphasis>m

We present a highly-efficient continuous-wave Ho:SSO laser pumped by a diode-pumped Tm:YAP laser with a narrow linewidth (NL) of 0.3 nm. With the free-running (FR) Tm:YAP laser, we obtain a maximum output power of 2.23 W at an absorption pump power of 7.2 W, corresponding to an optical conversion efficiency of 31% and a slope efficiency of 42.6%. With the NL Tm:YAP laser, we obtain a maximum output power of 2.88 W at the same absorption pump power. The optical conversion efficiency increases to 40% when the slope efficiency increases to 55.5%. The output linewidth of the Ho:SSO laser is 0.8 nm when we use the Tm:YAP laser with a narrow linewidth of 1.8 nm pumped by a FR Tm:YAP laser. The beam quality also changes from 1.31 to 1.22.     

Continuous-wave and passively Q-switched cladding-pumped planar waveguide lasers

Greater than 12 W of average output power has been generated from a diode-pumped Yb:YAG cladding-pumped planar waveguide laser. The laser radiation developed is linearly polarized and diffraction limited in the guiding dimension. A slope efficiency of 0.5 W/W with a peak optical-optical conversion efficiency of 0.31 W/W is achieved. In a related structure, greater than 8 W of Q -switched average output power has been generated from a Nd:YAG cladding-pumped planar waveguide laser by incorporation of a Cr(4+): YAG passive Q switch monolithically into the waveguide structure. Pulse widths of 3 ns and pulse-repetition frequencies as high as 80 kHz have been demonstrated. A slope efficiency of 0.28 W/W with a peak optical-optical conversion efficiency of 0.21 W/W is achieved.     

LD双端端面泵浦的高功率连续单频Nd:YVO4激光器

研制了高功率连续单频Nd：YVO4激光器。在考虑激光晶体因吸收泵浦光而产生的热透镜效应的基础上，设计了六镜环行激光谐振腔，采用两个光纤耦合输出的高功率激光二极管双端端面泵浦结构，在总泵浦功率为32．3W的情况下，得到10．4W的单频1．064μm红外输出，斜效率为43．7％，长期功率稳走性优于1％(4h)，激光器自由运转时的频率漂移小于150MHz（1min)。     

Efficient Tm:YLF laser with a volume Bragg grating recycle pumped by laser diode

By using a pump recycling configuration, we presented a high efficient diode-pumped Tm:YLF laser with a volume Bragg grating. When the incident pump power was 33.1 W, a maximum output power of 11.1 W at 1907.8 nm with full width at half maximum of 0.6 nm was obtained. The slope efficiency with respect to the incident pump power was 44.8%, and the optical-to-optical efficiency was 33.5%. In addition, the VBG-based Tm:YLF laser was employed as a pumping source of Ho:YAG laser, the maximum output power of 4.7 W with a slope efficiency of 67.0% was obtained, corresponding to Tm-to-Ho conversion efficiency of 51.6%.     

Efficient, multiwatt, continuous-wave laser operation on the (4)F((3/2))-(4)I((9/2)) transitions of Nd:YVO(4) and Nd:YAG

We report multiwatt, diode-pumped cw operation on the (4)F(3/2)-(4)I(9/2) laser transition at 914.5 nm in Nd:YVO(4), for which an output power of 3.0 W and a slope of efficiency of 22.8% were achieved. For the corresponding laser transition of Nd:YAG at 946 nm an output power of 5.35 W and a slope efficiency of 40.2% were measured. By intracavity frequency doubling, an output power of 1.5 W at 473 nm was generated.     

High Power Photonic Crystal Fibre Raman Laser

A cw Raman laser based on a 100-m photonic crystal fibre is demonstrated with up to 3.8 W output power at the incident pump power of 12 W, corresponding to an optical-to-optical efficiency of about 31.6%.. The second order Stokes light, which is firstly reported in a cw photonic crystal fibre Raman laser, is obtained at 1183nm with an output power of 1.6 W and a slope efficiency of about 45.7%.