百瓦级高亮度光纤耦合半导体激光模块的研制

用3只976 nm半导体激光短列阵作为子模块,研制出连续工作的百瓦级高亮度光纤耦合模块。首先,利用光束转换器将每个半导体激光短列阵进行光束整形;然后采用空间复用技术将3个半导体激光短列阵在光参数积小的方向上叠加,并利用倒置伽利略望远镜作为扩束器进一步压缩发散角;最后利用优化结构的透镜组将激光聚焦到芯径200 μm,数值孔径为0.22的光纤中。测量结果显示:聚焦后激光的发散角为24.8°,焦平面的光斑尺寸为175.2 μm;耦合后测量光纤出光功率可达107 W,对应亮度为2.23 MW/(cm²·sr),达到了国内利用列阵进行光纤耦合的领先水平;在工作电流为52.5 A时,电光转换效率为43.1%,远高于全固态等激光器;最后测量本模块在不同驱动电流时的光谱,并以此计算出模块的热阻为1.29 K/W,说明它的散热性能良好。结果表明,本光纤耦合模块适合应用于泵浦光纤激光器、医疗和激光加工等领域。     

适用于金属薄板焊接的柔性光纤耦合半导体激光加工光源

研制了一种单光纤耦合的柔性半导体激光加工光源,该光源由20个传导热沉封装的激光列阵以线阵合束方式耦合而成,在大通道工业水冷条件下,从600 μm芯径、NA为0.2的光纤中连续输出907 W功率,输出光束质量为47 mm·mrad,最终达到工件表面的功率密度为3.21×10⁵ W/cm²,最大插头效率达39%。该激光光源具有直接应用在金属薄板焊接的潜力。     

高功率垂直腔面发射半导体激光器优化设计研究

与传统的端发射半导体激光器相比，垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）具有可单模输出，光束对称性好，可被高度聚焦，进入光纤的耦合效率极高和有利于大规模二维列阵等优 点.为了得到高功率的激光输出，除了要增大VCSEL的发射面积之外，关键的是要选择适 当的量子阱层数、有源区电流密度的均匀分布和良好的热管理等.本文详细研究和分析了高功率VCSEL有源区量子阱层数，有源区直径，材料的热导和电阻，电极间距等对VCSEL 器件性能的影响.通过优化参数，进行最佳设计，研制出了980 nm In0.2Ga0.8As/Ga 关键词： 垂直腔面发射激光器（VCSEL） 量子阱 高功率     

High-power vertical-cavity surface-emitting lasers bonded with efficient packaging

<正>High-power vertical-cavity surface-emitting lasers(VCSELs) are processed using a wet thermal-selective oxidation technique.The VCSEL chips are packaged by employing three different bonding methods of silver solder,In-Sn solder,and metalized diamond heat spreader.After packaging,optical output power, wavelength shift,and thermal resistance of the devices are measured and compared in an experiment.The device packaged with a metalized diamond heat spreader shows the best operation characteristics among the three methods.The 200-μm-diameter device bonded with a metalized diamond heat spreader produces a continuous wave optical output power of 0.51 W and a corresponding power density of 1.6 kW/cm~2 at room temperature.The thermal resistance is as low as 10 K/W.The accelerated aging test is also carried out at high temperature under constant current mode.The device operates for more than 1000 h at 70℃,and the total degradation is only about 10%.     

用于不锈钢薄板切割的直接半导体激光源

针对高功率半导体激光器存在的光束质量差、单元功率低的缺点,利用合束技术来提高激光功率及光束质量,配合QBH光纤前端帽优化聚焦镜以实现高效耦合。采用11个条宽5.4 mm的迷你线阵合束,通过光束整形、空间合束、偏振合束和波长合束,聚焦耦合进200μm/0.2光纤。在50 A电流下,实现连续386 W输出,功率密度为1.23 MW/cm2,电光效率为43.6%。在200 W的功率下,该激光器可以切割厚度为1 mm的不锈钢薄板。     

氧化锌微米花的共振拉曼和“负热淬灭”效应

利用化学气相沉积(CVD)的方法通过热氧化高纯锌粉在硅衬底上得到氧化锌微米花. X射线衍射(XRD)结果表明，其具有六角纤锌矿晶体结构.场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)图像表明，合成的样品是由很多长且直的ZnO亚微米棒组成的微米花， 具有六角棱柱端面，棒的长度在30μm到50μm之间.在背向共振拉曼散射光谱测量中，观测到ZnO A₁(LO)的五阶声子紫外共振拉曼散射，表明样品具有较高的晶体质量.在变温光致发光谱测量中，观察到明显的中性受主束缚激子(A⁰X)的 关键词： ZnO微米花 光致发光 共振拉曼 “负热淬灭”效应     

红色磷光微腔有机电致发光器件的发光性能

制备了结构为G/DBR/ITO/Mo O3(1 nm)/Tc Ta(55 nm)/CBP∶Ir(piq)2acac(44 nm,6%)/TPBI(55nm)/Li F(1 nm)/Al(80 nm)的红色磷光微腔有机电致发光器件(MOLED),同时制作了无腔对比器件OLED,研究微腔结构对磷光器件发光性能的影响。研究发现,OLED的电致发光(EL)峰值为626 nm,半高全宽(FWHM)为92 nm;MOLED的发光峰值为628 nm,FWHM为42 nm,窄化了1/2。MOLED的最大亮度、最大电流效率、最大外量子效率(EQE)分别为121 000 cd/m2、27.8 cd/A和28.4%,OLED的最大亮度、最大电流效率、最大EQE分别为54 500 cd/m2、13.1 cd/A和16.6%。结果表明,微腔器件的发光性能与无腔器件相比得到了较大幅度的提升。     

基于3-乙基-2-乙酰吡嗪缩肼基甲酸甲酯的铜和锌配合物的晶体结构及荧光性质

合成并通过单晶X射线衍射、元素分析及红外光谱表征了配合物[Cu（HL）Cl₂]·H₂O（1）和[ZnL₂]（2）的结构（HL为3-乙基-2-乙酰吡嗪缩肼基甲酸甲酯）。单晶衍射结果表明,在配合物1中,Cu（Ⅱ）离子拥有四方锥配位构型,与一个中性配体HL和2个氯离子配位。配合物2中,Zn（Ⅱ）离子与来自2个阴离子配体L^-的N₂O 电子供体配位,配位构型为扭曲的八面体。此外还研究了配合物1和2的固体荧光性质。     

凝胶渗透色谱净化-气质联用法测定土壤中三嗪类除草剂

建立了以超声波提取、凝胶渗透色谱净化(GPC)、HP-5 MS石英毛细管柱分离、E1离子源质谱法测定土壤中13种三嗪类除草剂的多残留检测方法.三嗪类除草剂的添加水平为0.010～0.100 mg/kg时,平均回收率为72.1%～118.3%,相对标准偏差为2.6%～19.8%(n=4);方法的检出限为0.30～2.50μg/kg.     

850nm锥形半导体激光器的温度特性

采用激射波长为850 nm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,分别制备了具有锥形结构和条形结构的半导体激光器,并对比分析了两者的温度特性。结果显示,测试温度为20～70℃时,锥形结构器件的特征温度为164 K,远高于条形结构器件的96 K;占空比为0.5%（t=50μs,f=100 Hz）,1 000 mA脉冲电流注入条件下,锥形激光器和条形激光器的波长漂移系数分别为0.25和0.28 nm/K;测试温度〈50℃时,锥形激光器和条形激光器的光谱半高宽分别约为1.12和1.24 nm。实验结果表明：相同外延层结构条件下,锥形激光器比条形激光器拥有更高的特征温度。