分段压缩平面共腔条形半导体激光器

分段压缩平面共腔条形激光器是为了适应日益增长的信息时代的需要,使器件具有低阈值、良好的线性输出和大功率单模工作等优良特性而研制的一种新结构半导体双异质结激光器.在本发明成功之前,国外已经研制出许多种结构类型的半导体双异质结激光器.从平行p-n结的侧向波导机制上分,该激光器大体可以分为增益导引和内建实折射率导引激光器两大类.早期研制的大多数是增益导引激光器.这类结构激光器的特点是有源区是平的、无厚度变化的.其优点是:工艺简单,空间侧向模式的选择性较好,易实现基侧向横模振荡;缺点是:缺少一个稳定的侧向模式导引机制,…     

V型槽衬底内条形大光腔可见光半导体激光器

采用一种新的液相外延工艺，研制出具有大光腔结构的Ｖ型槽衬底内条形可见光发射半导体激光器，其光谱波长为７７９－７８４ｎｍ，室温连续工作阈值电流为６０ｍＡ，具有２倍阈值的基模工作时，线性输出光功率可达８ｍＷ，４ｍＷ下工作寿命已超过３０００小时。     

半导体列阵激光器

首先对单个同质结激光器的工作原理及阈值电流密度的半经典理论结果进行了讨论，接着讨论了现在广泛采用的载流子和光分别限制的双异质结和量子阱激光器的优越性。基于其重要性也对阈值电流密度随温度的变化作了阐述，作为列阵激光器的基础，给出了列阵中可能存在的模式－超极模，最后介绍了几种面发射和锁相列阵激光器的制作方法。     

复合双外腔半导体激光器的量子噪声

本文用半经典理论给出了复合双外腔半导体激光器的量子噪声谱.     

半导体激光器列阵在外腔下的光谱特性

使用普通高反镜作为19个单元的半导体激光器列阵(LDA)的外腔,通过调节高反镜的位置和角度,使LDA发出的光反馈回有源层,从而压窄了输出光谱并降低了LDA的阈值电流.实验中,运行于外腔下的LDA在不同的驱动电流下的输出光谱均被压窄到了原来的1/10左右,阈值电流从7 A降到了5.5 A,并且在9 A的偏置电流下输出功率提高了2倍.     

列阵半导体激光器的噪声

重点报道列阵GaAs-AlGaAs激光器相对强度噪声的测量结果,并和单元器件作了比较.实验测量包括相对强度噪声和驱动电流、调制频率以及温度的关系,并验证了在这些情况下相对强度噪声在激光器处于阈值时具有最大值的理论予言.     

垂直腔面发射半导体微腔激光器

评述了垂直腔面发射半导体激光器研究的最新进展,就其结构特点、应变量子阱结构、超晶格镜面和微腔效应作了简要的论述,探讨了进一步降低半导体激光器阈值的途径,介绍了新型的氧化约束型垂直腔面发射半导体激光器,并对微腔激光器中自发辐射增强效应和三维封闭腔的特性给出了描述,同时展望了该器件的应用及发展前景。     

窄台衬底内条形半导体激光器

研制了一种新型结构双异质结半导体激光器,这种激光器是利用非平面衬底液相外延的特点,使电流阻挡层和四层双异质结构在腐蚀成窄台的衬底上一次外延完成生长,内条形电流通路在外延生长中自然形成.工艺特别简单,且具有良好线性输出和稳定基横模式振荡等特点.     

半导体激光器列阵的有限元分析

本文利用有限元法对四种半导体激光器列阵进行了分析,得到了超模的近场强度分布,为实现最低阶超模的均匀强度分布提供了一些可能的结构.     

半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应

应用腔量子电动力学和半导体物理学讨论了半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应,得到了实际腔结构和注入载流子下的半导体生趣腔面发射激光器的自发发射谱,计算结果表明,半导体分布布拉格反射垂直腔激光器的单方向自发发射可以境强约２００倍。     

Single-lobed Near Diffraction-limited Beam from 1W Laser Diode Array with an External Cavity

Abstract　An external cavity for the laser diode array with a conventional mirror in what we call two-time self-injection operation is presented. The external cavity consists of two lenses, a flat external mirror(EM) in the image plane of the array and a prism that is used as an output coupler. The single-lobed near diffraction-limited far field beam of a 1 W 10-stripe gain-guided LD array lies at 6.4°～9° with the external cavity operation in two-time self-injection mode, whereas at 2.5°～3.0° for its normal feedback operation. The width of the far field beam (FWHM) is 0.43° and 0.63° at driving current of 2 and 3.2 ×Ithr, respectively, much narrower than that in normal feedback operation, but at the expense of lower output power. The output of the system is very stable and insensitive to the tilt and position of the EM.     

Single-lobed Near Diffraction-limited Beam from 1W Laser Diode Array with an External Cavity

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒａｒｒａｙｓｈａｖｅｒｅａｃｈｅｄｈｉｇｈｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｓｅｖｅｒａｌＷｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ[1] ,ｂｕｔｄｕｅｔｏｔｈｅｐｏｏｒｓｐａｔｉａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅａｎｄｂｅａｍ ｐｒｏｆｉｌｅ ,ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅｌｉｍｉｔｅｄ .Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｐａｔｉａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅ,ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｍｏｄｅｓｍｕｓｔｂｅｒｅｄｕｃｅｄ ,ｗ…     

大功率垂直腔面发射激光器列阵的热模拟及优化

对垂直腔面发射激光器的产热情况进行了分析,简化了热源,建立了列阵的热传导模型,利用Comsol Multiphysics软件对模型进行了模拟计算。通过改变底发射列阵的单元直径和间距,对列阵的温升进行了计算。研制了4×4、5×5和8×8三种不同尺寸的列阵,功率分别为580,1 440,2 100 mW,对应功率密度分别为115,374,853 W/cm2。通过光谱的波长漂移计算出4 A时的温升分别为120,58,38℃。采用小孔径单元制作的列阵可以有效地降低列阵单元间的热串扰,获得高功率输出。     

大功率激光二极管的微片棱镜堆光束整形和光纤耦合输出

提出用微片棱镜推实现大功率激光二极管线列阵器件的光束整形,进而实现光纤耦合输出。利用这一技术得到了直径为６００μｍ的光纤耦合输出的大功率半导体激光,总效率大于５０％。它具有易于制造、调整简便、结构简单的优点。文中从理论、计算机模拟以及实验三个方面对微片棱镜堆的整形进行了分析讨论。     

941nm2%占空比大功率半导体激光器线阵列

计算了半导体激光器的激射波长与量子阱宽度以及有源层中In组分的关系,确定了941nm波长的量子阱宽度和In组分.并利用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术生长了InGaAs/GaAs/AlGaAs分别限制应变单量子阱激光器材料.利用该材料制成半导体激光器线阵列的峰值波长为940.5 nm,光谱的FWHM为2.6 nm,在400 μs,50 Hz的输入电流下,输出峰值功率达到114.7 W(165 A),斜率效率高达0.81 W/A,阈值电流密度为103.7 A/cm2;串联电阻5 mΩ,最高转换效率可达36.9%.     

新型垂直腔面发射半导体激光器阵列

设计出四次质子注入工艺制备垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列的方法,实现了对阵列中单元器件间的隔离以及对单元器件注入电流限制的分别作用。一方面通过对VCSEL外延片上分布布拉格反射镜(DBR)两次较浅的质子注入形成高电阻区域实现对阵列中单元器件间的隔离,另一方面通过再次的两次较深度的可以达到有源区上表面的质子注入形成高电阻区域实现对单元器件注入电流的限制。由瞬态热传导方程对阵列中单元器件间的热相互作用进行了理论分析。采用四次质子注入工艺实现了2×2、3×3简单的二维GaAs/AlGaAs量子阱VCSEL阵列,并对器件的激射近场、光谱特性及功率等进行了测量。     

外腔式可调谐半导体激光器的光谱法求解

利用由射线法求得的光谱表达式，分析了外腔式半导体激光器的输出谱，并以此求得了普遍情况下阈值载流子密度的解析表达式，结合光谱表达式与载流子速率方程，求得了不同电流下腔内载流子密度与阈值的差值，从而可以不必诸光子数速度方程而获得外腔式半导体激光器的自洽解。     

弱耦合光纤光栅外腔半导体激光器

报道作者对单频窄宽光纤光栅外腔半导体激光器的一些研究结果。理论上分析了外腔的引入对激光器的阈值增益和光谱线宽的影响，实验上用自行研制的光纤布拉格反射滤波器（ＦＢＲ）与普通多纵模半导体激光耦合，在１．５５μｍ波段，得到边模抑制比大于２５ｄＢ，线宽小于６０ｋＨｚ的激光输出。     

光栅耦合外谐振腔调谐的半导体量子级连激光器

本文研究了由InGaAs/InAlAs材料组成,波长为4.6和5.1微米的量子级连中红外半导体激光器的光栅外耦合谐振腔的特性。在温度是80K时波长可调制宽度是激光中心波长的1.5%左右。对于这两个激光器而言,它们的波长可调制宽度随温度升高而减低。被调制的单模激光器的输出光功率是几个毫瓦,激光的谱线宽度是1到2个微米。激光阈值电流随波长缓慢变化,然而激光输出效率在短波长时更加优化。     

强反馈光纤光栅外腔半导体激光器

在理论上对强外腔反馈情形的半导体激光器线宽压窄效应进行了分析，对消反膜剩余反射率，外腔反射率，外腔腔长对线宽压缩的影响进行了研究，在实验上采用光纤光栅作为反馈元件，与一端镀有消反膜的１．５μｍ波段的常规多纵模交导体激光器耦合，构成强反馈光纤光栅外腔半导体激光器，得到单频窄线宽的激光输出，静态下边模抑制比大于３０ｄＢ，线宽小于１２０ｋＨｚ。