激光二极管的阈值电流与光谱特性研究

本文研究了激光二极管的阈值电流特性,利用光纤光谱仪测量了阈值电流两侧输出光的光谱分布;利用恒温控制仪改变温度,研究温度对阈值电流和输出光光谱的影响。本文研究表明:在电流没有达到阈值时,光谱的半高宽很宽,电流大于阈值后,激光输出功率迅速增大,光谱半高宽明显减小;随着温度的升高,激光二极管的阈值电流会增大,输出光功率减小,峰值波长向长波长移动。本实验能让学生更深刻地理解激光二极管的工作原理以及一些基本的光学概念,拓展了理科光学实验的课程内容。     

激光二极管抽运（Tm，Ho）：YLF微片激光器的实验研究

从理论上分析了准三能级(Tm，Ho)：YLF晶体的增益与温度关系，晶体温度的降低和长度的缩短有利于减小重吸收损耗对激光器运行性能的影响。在室温条件下，用2．7w波长为792nm激光二极管端面抽运Tm(原子数分数0．06)，Ho(原子数分数0．004．)：YLF微片激光器，阈值抽运功率为450W，当入射到晶体内的激光二极管功率为1．88W时，2μm激光最大输出功率为328mW，斜率效率为22．5％，光—光转换效率达17．4％。为达到激光最佳运行条件，还探讨了激光二极管波长，抽运光偏振方向以及晶体温度对Tm，Ho激光器性能的影响。     

现代激光应用技术——激光二极管点火

本文简述了激光二极管点火的优越性；从光学技术角度概括分析了与激光二极管点火技术密切相关的激光二极管技术，光纤及光纤耦合技术，光敏化技术和测试技术及其发展状况。对国外在激光二极管点火方面的研究成果做了一定的介绍。     

能量传递上转换对Tm，Ho：YLF调Q激光器上能级寿命的影响

根据激光二极管纵向抽运Tm,Ho：YLF激光器的能级跃迁和能量传递过程，在考虑能量传递上转换(ETU)的情况下，建立了Tm,Ho：YLF主动调Q激光器的准三能级速率方程，得出了激光单脉冲能量的解析表达式.在理论上指出，能量传递上转换不但减小了输出单脉冲能量，而且严重减小了激光上能级寿命.实验上给出了在固定抽运功率下，单脉冲能量随重复频率的变化关系，验证了理论所指出的能量传递上转换减小了激光上能级寿命. 关键词： 二极管抽运 Tm Ho：YLF晶体 能量传递上转换 速率方程     

基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器（特邀）

为了提高二氧化碳气体检测系统的测量空间分辨率并减小系统体积，设计了一种基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器。设计并加工了有效光程为2.6 m的Herriott池来进行光路折叠。使用中心波长为2μm的激光二极管，覆盖二氧化碳分子在4 989.9 cm^-1处的较强吸收线。采用波长调制技术减小系统的噪声。此外，为系统加载Kalman滤波技术来进一步提高探测灵敏度。实验结果表明，采用该传感器，系统的探测极限在1 s的积分时间下可达到0.18×10^-6，而经过自编程实时Kalman滤波后探测极限可达到0.13×10^-6，提高了27%。采用该传感器对室内二氧化碳浓度进行长达8 h的连续监测，并在暨南大学理工学院楼顶进行了24 h的二氧化碳浓度监测，证明了仪器的稳定性。     

改善高功率激光二极管阵列光束质量的一种新方法

根据波导模理论，推导了高功率激光二极管阵列的远场分布，根据其分布特点，设计了一种离轴外腔.运用这种外腔，在工作电流为17A时，光束的束宽积从自由运转时的1100mm·mrad减小到128mm·mrad，二极管阵列的光束质量提高了8.5倍左右，输出功率约为自由运转时的75%.     

用光脉冲注入从锁模激光二极管再生低抖动高Q值光时钟

采用１０ＧＨＺ基准时钟光和１０Ｇｂｉｔ／ｓ的数据脉冲信号光注入到锁模激光二极管，降低了周期抖动，当注入功率为－５ｄＢｍ，在基准时钟光波长等于锁模激光二极管的光波长时，获得的最小抖动为０．２５ｐｓ，采用给锁模激光二极管，在注入功率为＋２７ｄＢｍ时，其Ｑ值达３０００。     

High Quality Factor Q and Low Timing Jitter from MLLD Using Optical Injection

采用１０ＧＨｚ基准时钟光和１０Ｇｂｉｔ／ｓ的数据脉冲信号光注入到锁模激光二极管，降低了周期抖动，当注入功率为－５ｄＢｍ，在基准时钟光波长等于锁模激光二极管的光波长时，获得的最小抖动为０．２５ｐｓ，采用混合锁模激光二极管，在注入功率为＋２７ｄＢｍ时，其Ｑ值达３０００．     

脉冲式MQW激光二极管

脉冲式ＭＱＷ激光二极管ＮＤＬ７４０８Ｐｘ型脉冲式多量子阶（ＭＱＷ）激光二极管的谱宽为１．３ｕｍ，约为先前激光二极管谱宽的五分之一。这意味着这种激光二极管发射的１３１０ｕｍ脉冲沿光纤传输色散很小，因此不用中继器便能传播较长的距离。这种激光二极管具有强度...     

基于双柱透镜慢轴准直激光二极管堆栈光束匀化系统

为实现高功率激光二极管堆栈光束的匀化与整形,提出基于双柱透镜慢轴准直的匀化系统。利用双柱透镜实现对高填充因子激光二极管慢轴方向光束发散角度的压缩,降低成像型多孔径光束积分器中微透镜的数值孔径,减小匀化系统体积。通过三个限定条件确定了双柱透镜参数取值范围,并通过像差分析对双柱透镜进行了优化,实现慢轴方向光束剩余发散角度1.74。结合成像型多孔径光束积分器,设计了激光二极管堆栈的匀化系统,并进行了实验测试。实验结果表明,在中心光斑尺寸约为6 mm6 mm范围内,光斑不均匀性为8.11%。     

光学相干层析成像的实验研究

用光纤迈克耳孙干涉仪方法,建立了一种相干门层析成像实验装置,在此系统中,采用相干长度仅为２５ｕｍ的超辐射管作光源,测量了样品浸泡在牛奶乳浊液情况下的干涉信号。     

相干长度可连续调谐的半导体激光器

实验利用光反馈的方法获得了相干长度连续可调的半导体激光光源.通过调节反馈强度及抽运电流,有效控制了光反馈半导体激光器的相干长度.其相干长度可由无反馈时的几米连续调至100 μm.同时,利用光反馈半导体激光器速率方程,数值模拟了反馈强度及抽运电流对半导体激光器相干长度的影响.实验及数值模拟均表明：通过调节反馈强度的大小可以有效控制半导体激光器的相干长度,光反馈半导体激光器的相干长度随反馈强度的增大而减小,而偏置电流对相干长度无明显影响.模拟结果与实验结果符合. 关键词： 光反馈半导体激光器 相干长度 反馈 混沌     

激光空间相干性对照明均匀性的影响

 研究了激光相干性对照明均匀性的影响，为照明激光器的选择提供了理论参考。其中，部分相干高斯光束分解为模式间相互独立的厄米-高斯光束的迭加。采用相位屏的近似处理方法对激光通过大气湍流的传输进行计算模拟。数值模拟的结果表明：当照明光束的空间相干性降低时，其照明均匀度逐步提高。因此对于照明激光器而言，选择空间相干性较差的激光器对其照明均匀度更加有益。     

Multiplexed Optical Fiber Interferometric Sensor System by Synthesis of Optical Coherence Function with Phase Generated Carrier

A novel system for multiplexed optical fiber interferometric sensors is proposed applying the synthesis of optical coherence function with phase generated carriers. The ideal parameters of the laser diode frequency modulation for the phase generated carrier with the synthesis of the optical coherence function are discussed. A basic experimental setup including two interferometric sensors is constructed. The results show that the phase signal from the two sensors can successfully be demultiplexed by scanning the synthesized coherence peak.     

新型成像技术的实验系统研究

光学相干层析成像是一种新型成像技术。超辐射发光二极管和超短脉冲飞秒激光是能满足成像系统要求的理想光源。在开展光学相干层析相关技术研究的基础上 ,建立了国内第一台上述两种光源的成像实验研究装置 ,对系统的横向、纵向分辨率等基本性能进行了测定 ;并对多种实际样品进行了层析成像。     

Optical Information Processing by Synthesis of the Coherence Function–Selective Masking of 2-D Information by Synthesis of Notch-Shaped Coherence Function–

We have proposed an optical information processing system adopting synthesis of the optical coherence function by using direct frequency-modulation of a laser diode.1’ Optical coherence function having notch shape is discussed theoretically and experimentally. Applying the notch shaped coherence function to this system, to mask selectively a two-dimensional (2-D) information from a three-dimensional (3-D) object can be carried out. After showing the experimental results on selective masking, the performance deterioration factors are discussed in detail.     

多模Ar^＋激光时间相干性与输出功率的关系

本文就多纵模Ar~+激光时间相干性(即相干长度)与输出功率的关系进行了实验观测,得到了相干长度与输出功率关系近似为双曲线函数的实验结果,并根据简单的Smith模型,对多纵模激光的时间相干性与输出功率进行了理论分析与数值计算.研究结果表明,理论与实验结果基本吻合.     

Pulse timing-jitter reduction by incoherent addition

A new technique is proposed and demonstrated for reducing the timing jitter of a mode-locked laser diode by use of fiber-optic interferometers with an optical path difference much longer than the laser's coherence length. At the output of the interferometer the intensities of the two pulse trains are incoherently added, giving rise to the cancellation of timing noise at specific Fourier frequencies determined by the path difference. The timing jitter of pulse trains emitted by a 19.444-GHz mode-locked laser is reduced to 0.991 and 0.874 ps for 100-kHz-18-MHz bandwidth after the pulse trains pass through a cascaded Mach-Zehnder and a ring interferometer, respectively.     

Single-mode operation of a laser-diode array with frequency-selective phase-conjugate feedback

A new technique for single-mode operation of laser-diode arrays is presented. A gain-guided GaAlAs laser diode array is coupled to an external frequency-selective phase-conjugate feedback system that contains a photorefractive barium titanate crystal, a Fabry-Perot etalon, and a spatial filter. The etalon is the key component, and it forces the array, which has low spatial and spectral coherence when it runs freely, to oscillate in a single spatial and a single longitudinal mode. At a drive current of two times the threshold current, the far-field pattern is reduced to only 1.4 times the diffraction limit, the spectral bandwidth is less than 0.02 nm, and the coherence length is increased by a factor of 70. The technique has general validity and can be applied to various other multimode laser systems.     

High-Resolution Reflectometry by Optical Multidigitized Coherence

We propose and confirm a novel technique of optical frequency domain reflectometry based on multidigitized coherence using a multimode laser. The proposed system can easily provide the potential for high resolution on the order of 10 μm without scanning frequencies as in frequency domain reflectometers of either continuous or stepwise sweep. The theoretical approach agrees well with the experimental results demonstrated using a commercially available multimode laser diode.