基于对数关系的多量子阱VCSELs阈值特性研究

采用光增益与载流子浓度的对数关系，考虑到非辐射复合的影响，从理论上推导出多量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)的速率方程。讨论了阈值电流密度、最佳阱数等与器件参数(腔长和端面反射率)之间的依赖关系。为改善VCSELs阈值特性和优化器件结构提供了理论依据。     

椭圆偏振光注入下VCSELs的偏振开关特性研究

本文基于自旋反转模型,理论研究了椭圆偏振光注入下垂直腔面发射激光器(VCSELs)的偏振开关特性。研究结果表明:在X偏振模占主导的VCSELs中,采用椭圆偏振光注入时,随着注入偏转角度θ的增大,VCSELs发生偏振开关所需的最小注入系数(ηin min)值将呈现减小的趋势;当注入偏转角度θ值固定时,随着注入光与VCSELs中心频率之间的频率失谐量从负值变化到正值,ηin min值总体呈现出先减小后增大的趋势,而ηin min的极小值出现在了注入光的频率靠近VCSELs的Y偏振模频率的附近。因此,改变注入偏转角度及注入频率失谐量均可以实现对VCSELs的偏振开关的有效调控。     

多量子阱VCSELs阈值特性的分析

采用光增益与载流子浓度的对数关系,从理论上推导出量子阱垂直腔面发射半导体激光器的速率方程。比较了三维理想封闭腔与普通开腔中的特性曲线这将对于ＶＣＳＥＬｓ的理论研究和优化器件结构有所裨益。     

VCSELs与EELs多模弛豫振荡的研究

根据多模速率方程,利用MATLAB提供的SIMULINK软件包对垂直腔面发射激光器(VCSELs)和边发射激光器(EELs)多模弛豫振荡进行了研究。结果表明,与单模情况相比,多模时EELs弛豫振荡频率增大、弛豫和延迟时间缩短,而VCSELs动态特性变化不大。与此同时,在得出VCSELs的单模工作、高速调制以及提高偏置电流或自发辐射因子可改善两类器件动态特性等结论外还看到,VCSELs边模抑制比(SMSR)随偏置电流变化率高于EELs;自发辐射因子增大时,边模强度同比例增大、主模强度减小,利用微腔效应有效控制自发辐射因子可以优化VCSELs的单模特性。     

980 nm高峰值功率微型化VCSEL脉冲激光光源

报道了输出波长980 nm的高峰值功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其微型化脉冲激光光源.通过优化VCSEL单元器件的结构,有效抑制了宽面VCSEL结构中的非均匀电流分布,提高了单元器件的斜率效率,获得了直径400μm,峰值输出功率62 W的VCSEL单元器件;在此基础上,研制出由单元器件组合封装而成的VCSEL"准列阵"子模块以及集成驱动电路的微型化VCSEL脉冲激光光源,该光源在脉冲驱动条件为30 ns、2 k Hz、105 A条件下的峰值输出功率达到226 W,光脉冲宽度35 ns,中心波长979.4nm,斜率效率达到2.15 W/A.     

基于对数关系的多量子阱VCSELs阈值特性研究

采用光增益与载流子浓度的对数关系,考虑到非辐射复合的影响,从理论上推导出多量子阱垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)的速率方程。讨论了阈值电流密度、最佳阱数等与器件参数(腔长和端面反射率)之间的依赖关系。为改善VCSELs阈值特性和优化器件结构提供了理论依据。     

VCSELs输出功率取得重大突破

美国Photonics Spectra杂志2007年7月号报道了Princeton Optronics Inc．的VCSELs（垂直腔面发射激光器）在输出功率方面的重大突破，展现了用作固体激光器泵浦源的光明前景。目前，一个VCSEL的二维阵列，连续输出超过230W，功率密度1kW／cm^2（芯片面积0．22cm^2）；准连续输出达100W，室温工作，脉宽100μs，占空比0．3％，功率密度3．5kW／cm^2。     

基于VCSELs外光反馈干涉的微小振动测量研究

利用垂直腔面发射激光器(VCSELs)的外光反馈干涉技术推出微小振动测量数学模型,由此提出一种基于外腔VCSELs的微小振动测量系统,并对正弦波形式的微小振动进行了仿真测量.结果表明,该模型的测量误差比传统微小振动测量方法的误差下降了1～2个数量级;进一步得出,合理选取外光反馈强度可使误差达到最低且能直接判断待测物体的振动方向.     

降低VCSELs激射阈值途径的理论研究

针对量子阱有源层的结构特点，考虑增益和载流子浓度呈对数关系，建立量子陆垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）的速率方程，导出了阈值电流密度的解析表达式，运用MATLAB软件中Simulink可视化仿真系统对理论计算进行模拟仿真，研究了降低VCSEL激射阈值的3个基本途径；有源层选用量子阱实现微腔结构，腔面采取多层介质反射膜提高光腔反射率R：改进外延生长技术在降低各种损耗。     

垂直外腔面发射激光器抽运脉冲的优化设计

采用脉冲抽运方式可显著改善光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的热效应,大幅度提升激光器的输出功率。用有限元方法数值求解瞬态传热方程,得到激光器中温度升高的最大值随抽运脉冲的变化规律。讨论了抽运光脉冲宽度范围的选择,分析了抽运脉冲重复频率对激光器中温度升高最大值的影响作用,对抽运脉冲的时间宽度进行了优化设计。结果表明,对于基质去除型的InGaAs量子阱垂直外腔面发射激光器,抽运光脉冲的宽度介于1～10μs时,激光器中最大温升值即明显下降;同时,抽运脉冲的重复频率应限制在50kHz以内,以满足脉冲间隔大于激光器热弛豫时间的要求,否则激光器中会产生热量的积聚,增加最大温升值。     

高功率窄脉冲垂直腔面发射激光器n-DBR反射率的优化

从理论上研究了n型分布布拉格反射镜(n-DBR)的反射率对器件阈值电流、输出功率以及转换效率的影响,得出了最佳反射率。在此基础上研制了垂直腔面反射激光器(VCSEL)单管和阵列器件,采用波形分析法对VCSEL器件的功率进行了测试。在脉冲宽度60ns,重复频率100Hz条件下,500μm口径单管器件在注入电流为110A时,峰值输出功率达102W,功率密度为52kW/cm2,4×4、5×5阵列器件在100A时,功率分别达到98W和103W。对比了单管器件在连续、准连续和脉冲工作条件下的输出特性和光谱特性,连续和准连续条件下激射波长的红移速率分别为0.92nm/A和0.3nm/A,6A时的内部温升分别为85℃和18℃,而脉冲条件下激射波长的红移速率仅为0.0167nm/A,6A时的温升为1.5℃,远小于连续和准连续的情况,这也是器件在脉冲条件下能得到很高输出功率的主要原因。     

自绝缘氧化限制型850nm垂直腔面发射激光器

介绍了一种制作氧化限制型垂直腔面发射激光器的新途径,自绝缘工艺.采用该工艺制作了氧化限制型850 nm VCSELs.详细地介绍了自绝缘器件的工作原理和制作流程,并对侧氧化相关参数进行了实验研究.在此基础上,制备了不同出光孔径的850 nm VCSELs器件,测得出光孔径12μm的器件最大输出功率达到10 mW,微分量...     

高功率脉冲二极管激光电源

介绍一种高功率脉冲二极管激光电源。该电源采用达林顿功率模块对信号进行放大，具有高功率、大电流、调节方便等特点，可输出电流峰值１０～１５０Ａ、脉频２５～１０００Ｈｚ、脉宽５０～１０００μｓ范围内连续可调的稳定矩形脉冲，同时以一定的精度显示频率、脉宽、电流峰值。     

大功率D类功放的仿真研究

大功率超声波在工业生产中具有重要的作用。功率放大器是超声波发射机的核心单元。由IGBT构成的D类功率放大器,必须采取有效措施抑制电压脉冲尖峰,防止过压击穿大功率器件。分析了D类功放电路的原理以及输出电压尖峰脉冲产生的原因,介绍了几种常用的尖峰抑制吸收电路。重点分析了RCD型的吸收方案,给出了电路元件参数的计算方法。采用Pspice对设计方案进行了仿真验证,结果表明RCD吸收电路可以有效抑制功放的尖峰电压,保护发射机核心器件IGBT。     

一种实用的脉冲CO_2激光峰值功率测定装置

本文介绍了一种用于测定脉冲ＣＯ２激光器输出光脉冲峰值功率的装置，比通过测定平均功率及脉冲的占空比来计算峰值功率的方法测量精度高，且装置简单实用．     

Large Aperture Low Threshold Current 980 nm VCSELs Fabricated with Pulsed Anodic Oxidation

Pulsed anodic oxidation technique, a new way of forming current blocking layers, was successfully used in ridge-waveguide QW laser fabrication. This method was applied in 980 nm VCSELs fabrication to form a high-quality native oxide current blocking layer, which simplifies the device process. A significant reduction of threshold current and a distinguished device performance are achieved. The 500 μm diameter device has a current threshold as low as 0.48 W. The maximum CW operation output power at room tempe...     

大功率高速半导体激光峰值功率测试技术研究

介绍了一种基于脉冲展宽与峰值保持原理实现高速脉冲激光峰值功率测量的方法。它可直接应用于脉冲半导体激光峰值功率测试,数字显示,具有中间环节少、测量精度高（5％）、适用功率范围大（1～200w）、脉宽范围宽（〉50ns）以及具有波形临测接口等特点,     

垂直腔面发射激光器的热学特性

通过求泊松方程、电流密度方程、载流子扩散方程以及有源层结压降方程自洽解的方法，计算了垂直腔面发射激光器（VCSEL）的电势分布，进而求解热传导方程，得到VCSEL的温度分布．详细分析了注入电流密度小于或等于阈值电流密度时，晶片键合结构垂直腔面发射激光器的键合界面阻抗、氧化层限制孔径、外加电压以及分布布拉格反射镜的热导率的大小对VCSEL内部温度分布的影响．     

短脉冲激光及应用

文章简要介绍了短脉冲固体激光器的特点、性能及应用。探讨了短脉冲固体脉冲激光技术在打孔、清洗和激光表面冲击强化领域中的应用;介绍了激光清洗在军用电子仪器、装备及其它领域中的应用前景。     

L波段硅脉冲功率管52000器件小时的脉冲射频加速寿命试验

利用红外热像显微测量峰值结温方法对L波段硅脉冲功率晶体管在脉冲射频(f=1.3 GHz,Pin=40 W,r=150μs,D=10％)和峰值结温220℃条件下进行52000器件小时的脉冲射频加速寿命试验.由此估算出该功率管在峰值结温125℃和上述RF条件下,器件失效率λ≤1.59×10-7h-1.试验分析表明,采用本试...