表面等离子体激元纳米激光器技术及应用研究进展

传统半导体激光器由于采用光学系统反馈而存在衍射极限,其腔长至少是其发射波长的一半,因此难以实现微小化。基于表面等离子体激元的纳米激光器可以实现深亚波长乃至纳米尺度的激光发射,而且现代微纳加工技术的逐步成熟,也为亚波长乃至纳米量级激光器的研制提供了成熟的技术条件。本文重点综述了国际上已成功实验验证的基于表面等离子体激元的纳米激光器的最新研究进展,综述了表面等离子体激元的基本原理,给出了若干种表面等离子体激元纳米激光器的结构和特点,指出该类激光器现存问题主要表现在激元损耗高及由此引起的制备工艺和电泵浦涉及的技术难题。文中最后展望了纳米激光器的应用和研究前景。     

高光束质量新型垂直腔面发射激光器阵列

报道了一种具有新型排列方式的垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)阵列.通过调制阵列中各单元直径以及单元间距,得到1 kW/cm2的高功率密度和高斯远场分布,且在工作电流0～6 A内远场发散角均小于20°.阵列山直径分别为200 μm,150 μm和100 μm成中心对称分布的5个单元组成,单元圆心间距分别为250μm和200μm.在室温连续工作条件下.阵列在注入电流4 A时达最大输出功率880 mw,斜率效率为0.3 W/A,具有0.56 A的低阈值电流,微分电阻0.09 Ω.与具有相同出光面积的4×4二维阵列相比,这种新型阵列在出光功率、阈值电流、光谱特性及远场分布等方面均具有优越性.模拟了阵列各单元叠加后的近场远场光强分布,结果表明得到的新型阵列的远场分布与实验结果吻合较好.     

980nm大功率垂直腔面发射激光器温度和远场分布特性

采用发射波长为980 nm的InGaAs/GaAs应变量子阱,在垂直腔面发射结构中共设计生长3组、每组3个量子阱,形成9个量子阱的周期性增益结构,并使每组均位于腔场极大处,以获得最好的增益匹配.为提高激光器的输出功率及获得较好的光束质量,采用大台面直径和由衬底面出射激光的结构.每个单元器件的P面台面直径为400～600 μm,经湿氮气氛下40 min的侧氧化后在有源区形成直径300～500 μm的电流限制孔.而N面出光孔的直径仍为相应的400～600 μm.在室温连续工作下器件的最大输出功率达到1.4 W.随着注入电流的增大,观察到激光远场分布从空心圆环向中心单亮斑转化的过程.对不同温度下的激光输出特性进行了变温测试,结果表明通过DBR和有源区结构设计上较好的匹配,实现了室温下最低的激射阈值电流.     

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。     

具有表面二阶金属光栅的927nm分布反馈半导体激光器的研制

采用全息光刻和湿法腐蚀光栅技术,成功制备了表面二阶金属光栅宽条型分布反馈（DFB）半导体激光器,无需二次外延生长过程,实现了宽接触室温直流下大范围稳定单纵模工作。腔面未镀膜器件,在脉冲工作条件下,注入电流为2．28A时,单面输出功率大于600mW,斜率效率达0．37mW／mA,功率效率大于11％。在连续电流注入下,当注...     

垂直腔面发射微腔激光器

介绍垂直腔面发射激光器(VCSEL)的结构、特点、性能、应用以及最新进展，并对当前要解决的关键问题进行了论述。     

一道课本习题的引伸

作为新教师,挖掘教材内容,总结教学感悟,对于提高业务水平无疑是大有帮助的,我们将开辟“教学一得”栏目,供新老教师交流.     

大功率底发射VCSEL出光窗口增透膜的研究

在大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)出光窗口镀制了HfO2增透膜,其透过率达到99.9%.对镀膜材料以及透过率方面进行了比较,介绍了增透膜的制作过程.镀膜后直径为600μm的底发射VCSEL获得了室温连续输出功率为1.63 W,功率转换效率提高了6%.     

用有机混合物实现对微腔电致发光光谱的调制

制做了一种新型的有机电致微腔器件，将两种有机材料混合作为发光材料，通过改变NPB和Alq的重量比(从1：28改变到17：1)，达到了调节腔长从而改变器件发光颜色的目的，且器件发光颜色不随所加电压变化；通过合理地调节两种材料的配比，可以实现微腔白光发射。5种配比的微腔器件均发出半宽度很窄的双模发射(8～12nm)；与传统的异质结微腔器件相比，开启电压从7V降到4V，亮度也得到了提高。     

VCSELs的时代正在来临

阐述了850nm垂直腔面发射激光器(VCSELs)在数据通信系统中目前的应用状况以及在其他领域中的应用前景，并重点介绍了Honeywell公司的最新实验结果和发展方向。