半导体微结构物理效应及其应用讲座 第2讲 量子阱、超晶格物理及其在光电子领域中的应用

文章介绍了半导体量子阱、超晶格的基本物理，以及它在光电子领域中的应用，包括量子阱、量子线、量子点、激光器、光调制器、自电光效应器件、量子点器件等．     

第三讲 半导体的激子效应及其在光电子器件中的应用

人们对半导体中的电子空穴对在库仑互作用下形成的激子态及其有关的物理性质进行了深入研究．激子效应对半导体中的光吸收、发光、激射和光学非线性作用等物理过程具有重要影响，并在半导体光电子器件的研究和开发中得到了重要的应用．与半导体体材料相比，在量子化的低维电子结构中，激子的束缚能要大得多，激子效应增强，而且在较高温度或在电场作用下更稳定．这对制作利用激子效应的光电子器件非常有利．近年来量子阱、量子点等低维结构研究获得飞速的进展，已大大促进了激子效应在新型半导体光源和半导体非线性光电子器件领域的应用．     

半导体微结构物理效应及其应用讲座第三讲半导体的激子效应及其在光电子器件中的应用

人们对半导体中的电子空穴对在库仑互作用下形成的激子态及其有关的物理性质进行了深入研究.激子效应对半导体中的光吸收、发光、激射和光学非线性作用等物理过程具有重要影响,并在半导体光电子器件的研究和开发中得到了重要的应用.与半导体体材料相比,在量子化的低维电子结构中,激子的束缚能要大得多,激子效应增强,而且在较高温度或在电场作用下更稳定.这对制作利用激子效应的光电子器件非常有利.近年来量子阱、量子点等低维结构研究获得飞速的进展,已大大促进了激子效应在新型半导体光源和半导体非线性光电子器件领域的应用.     

半导体量子器件物理讲座 第六讲 半导体量子阱激光器

量子阱结构是半导体光电子器件的核心组成部分,它是半导体光电子集成的重要基础,文章在描述了量子结构的态密度,量子尺寸效应,粒子数反转的基础上,介绍了量子阱导质结构激光器的工作原理,器件结构,器件性能,并对其在可见光激光器和大功率激光器件中显现出来的优越性作了进一步的说明。     

新奇半导体低维结构的自组织生长

文章介绍了自组织生长半导体量子线、量子点和量子环的进展，同时介绍了这些低维半导体材料在光电子和通信等领域应用情况。此外，对这些材料的一些测试方法也进行了介绍．     

半导体量子光电子学的进展

就量子阱超晶格的基本物理、量子阱光电于器件对光通信发展的贡献和量子光电子器件对发展计算技术和信息处理技术的贡献等问题进行了较详细的讨论，指出；半导体量子光电子学的内涵既包含了崭新一代光电子器件的诞生，同时也促进了以信息的传输、运算和处理为代表的新一代信息技术的发展．半导体量子光电子学将与微电子技术井列成为未来信息社会的两大支柱．     

半导体量子电子和光电子器件

本阐述了半导体异质结构电子的量子特性,如电子波输运,库仑阻塞效应等,介绍了几种新颖,典型的量子电子器件和量子光电子器件的物理模型和基本原理,这些器件包括了单电子晶体管,共振隧穿二极管,高电子迁移率晶体管,δ掺杂场效应晶体管,量子点元胞自动机,量子阱红外探测器,埋沟异质结半导体激光器,量子级联激光器等,给出了作在半导体量子器件物理方面的最新研究结果。     

半导体量子电子和光电子器件

本文阐述了半导体异质结构电子的量子特性 ,如电子波输运、库仑阻塞效应等。介绍了几种新颖、典型的量子电子器件和量子光电子器件的物理模型和基本原理。这些器件包括了单电子晶体管、共振隧穿二极管、高电子迁移率晶体管、δ掺杂场效应晶体管、量子点元胞自动机、量子阱红外探测器、埋沟异质结半导体激光器、量子级联激光器等。给出了作者在半导体量子器件物理方面的最新研究结果。     

金属有机化学气相外延生长1310nm偏振无关混合应变量子阱半导体光放大器研究

采用低压金属有机化学气相外延设备进行了1.3μm压应变量子阱材料、张应变量子阱材料和混合应变量子阱材料的生长研究.通过x射线双晶衍射和光致发光谱对生长材料进行测试和分析.基于四个压应变量子阱和三个张应变量子阱交替生长的混合应变量子阱（4CW3TW）结构有源区，并采用7°斜腔脊型波导结构以有效抑制腔面反射，经蒸镀减反膜后，半导体光放大器光纤光纤小信号增益达21.5dB，在1280—1340nm波长范围内偏振灵敏度小于0.6dB. 关键词： 偏振无关 应变量子阱 半导体光放大器 减反膜     

半导体量子阱中激子波函数及其 Fourier系数的计算和应用

利用准玻色子方法发展的激子动力学方程是研究半导体纳米结构中激子超快动力学的有效理论手段. 为了将这种方法应用于半导体量子阱, 需要知道量子阱中的激子波函数及其在动量空间的表示, 从而得到激子动力学方程中所必须的系数. 详细讨论了理想和实际量子阱中的激子波函数, 特别是其在动量空间的表示, 并进一步讨论了激子动力学方程中所必须系数的计算方法. 通过求解这些系数, 对量子阱中因激子密度变化而引起的太赫兹脉冲作用下激子能级间跃迁过程中的非线性效应进行了理论预测, 得到了与实验符合很好的结果.     

Conservative and dissipative fiber Bragg solitons (a review)

We present a comparative review of two classes of optical solitons—conservative and dissipative solitons—propagating in single-mode optical fibers in which refractive-index gratings are induced such that their period is comparable with the radiation wavelength. Fibers that have the Kerr nonlinearity and negligibly small losses and that do not gain radiation (conservative system) are described by traditional equations of the approximation of slowly varying amplitudes, and effects caused by the nonlinearity of the medium, such as nonlinear switching, optical bistability, and formation of conservative Bragg solitons are considered. It is shown that the passage beyond the scope of the approximation of slowly varying amplitudes makes it possible to describe new important effects, including localization of soliton centers near maxima of the refractive-index grating. Bright and dark conservative solitons are demonstrated, which are formed when the Kerr nonlinearity is replaced by the nonlinearity of two-level atomic systems. The properties of conservative solitons in resonance semiconductor Bragg structures with quantum wells are considered. Results of experimental studies of nonlinear effects in fibers with Bragg gratings are presented. For an active single-mode fiber with a Bragg refractive-index grating and nonlinear gain and absorption, dissipative solitons are described using the approximation of slowly varying amplitudes and inertialess nonlinearity. It is shown that the dissipative factors qualitatively change the properties of solitons compared to the conservative case. Using the Maxwell-Bloch equations, it is demonstrated that the ratio between the gain and absorption relaxation times significantly affects the stability of localized structures. The interaction of dissipative optical Bragg solitons is described. It is shown that, beyond the scope of the approximation of slowly varying amplitudes, the average velocity of propagating dissipative Bragg solitons acquires only discrete values, and formation of pairs of solitons with two values of the phase difference becomes possible. For a birefringent fiber, dissipative vector optical Bragg solitons are demonstrated.     

X-ray Bragg diffraction on periodic surface gratings

We report on the X-ray Bragg diffraction analysis of periodic surface gratings on (100) GaAs crystals. We show that the X-ray Bragg diffraction is a very powerful method to investigate ultrafine surface gratings and allow us to determine not only the grating period but, in particular, the width of the grooves and to characterize the quality of the sidewalls, which is not easily possible with optical methods. The X-ray diffraction on surface crystal gratings is analogue to the Fraunhofer diffraction of multiple slits or reflection gratings.     

镀镍光纤Bragg光栅温度传感特性实验研究

在光纤智能金属结构材料中,为了保护光纤Bragg光栅并使得传感器与基体金属有很好的结合性,在光纤Bragg光栅表面化学镀镍,并实验研究了化学镀镍前后的光纤Bragg光栅的温度传感特性.实验表明：镀镍后的光纤光栅的Bragg波长随温度变化呈现出良好的线性和重复性,Bragg光栅温度灵敏度变大.     

掺锗光纤的光敏机理及增敏方法的研究现状与发展

光纤光栅的出现使光纤通信和光纤传感技术有了很大的变化。光纤光栅的物理基础是掺锗光纤的光敏性。首先对目前较为广泛接受的两种光敏机理作了阐述和分析,然后对多种光纤增敏方法进行了讨论。可以预见,通过对光敏性的不断深入了解,将会大大地促进光纤通信、光纤传感等领域的发展。     

光纤光栅可调谐半导体单模超短光脉冲的研究

本文利用光纤光栅形成外腔反馈,得到量子阱半导体激光二极管单模超短光脉冲.其光谱线宽约为0.4nm,脉冲宽度约为60ps.并利用调谐装置,改变光纤光栅的反射波长,得到不同波长的超短光脉冲,其波长可长期稳定.     

Wavelength spacing tunable dual-wavelength single-longitudinal-mode fiber ring laser based on fiber Bragg gratings

A wavelength spacing tunable dual-wavelength single-longitudinal-mode fiber ring laser is presented by employing separated fiber Bragg gratings. By using a saturable-absorption-induced grating filter and a hybrid gain medium formed by a semiconductor optical amplifier and an erbium-doped fiber amplifier, stable single-longitudinal-mode lasing is achieved at room temperature. Wavelength spacing of the proposed fiber laser can be tuned in a range from 0.1 to 1.3 nm.     

半导体纳米材料和物理

半导体纳米材料是纳米材料的一个重要组成部分，纳米结构的电子和光子器件将成为下一代微电子和光电子器件的核心。文章介绍了半导体纳米材料研究的新进展，包括四个方面：半导体自组织生长量子点，纳米晶体，微腔光子晶体和纳米结构中的自旋电子学。本世纪开始的半导体纳米材料的研究是上世纪半导体超晶格量子阱研究的延续，同时又开辟了一些新的领域，如：单电子的电子学、单光子的光子学，微腔和光子晶体，稀磁半导体和自旋电子的相干输运等，这些研究将为研制在新原理基础上的新器件和实现量子计算、量子通信打下基础。     

光纤Bragg光栅的饱和效应

光纤 Bragg光栅的饱和效应可引起二阶衍射,并使一阶衍射的峰值反射率下降.本文利用折射率变化模型和耦合模理论,模拟了饱和情况下 Bragg光栅的一阶和二阶衍射谱,并讨论了饱和系数对一阶和二阶衍射的 Bragg波长和峰值反射率的影响.数值模拟结果与参考文献中的实验结果相吻合.     

All-fiber wavemeter and Fourier-transform spectrometer

An all-fiber Fourier-transform spectrometer is proposed and demonstrated, based on the diffraction of light through the side of a standard optical fiber by a UV-induced fiber grating. The interference pattern, whose Fourier transform yields the optical spectrum, is formed by light diffracted from counterpropagating modes in the fiber. The device is simple and compact and functions as a wavemeter, a fiber-optic network monitor, or a tool for fabrication and testing of long fiber Bragg gratings.