高功率半导体激光器技术发展与研究

高功率半导体激光器及阵列具有可用激光波长丰富、电光转换效率高、调制特性好等许多优点,特别是作为固体激光器和光纤激光器的高效率泵浦源而获得的全固态紧凑型激光器,持续受到极大的关注,得到快速发展.近年来在高功率阵列半导体激光器模块化技术、超高效率、高效冷却技术、半导体激光器及阵列的光束质量优化、高效电源驱动技术等方面都取得了长足的进步,促进了其广泛应用.将结合高功率半导体激光国家重点实验室的研究工作,概述近年来国内外半导体激光器技术的研究进展状况和发展趋势.     

无线传感器网络的覆盖优化机制研究

如何实现最优覆盖是无线传感器组网的一个基本问题.文章分析了传感器覆盖问题的背景,给出了节点调度方案的主要方法和技术原理,探讨了基于网络能量高效的覆盖优化与网络连通性之间的关系,重点阐述了实现区域覆盖和点覆盖的机制.对于覆盖薄弱地区,文章提出了采用分簇方式将覆盖地区划分成许多子区域或簇,用动态移动修复机制提供细粒度的网络监测与覆盖控制.文章认为调度传感器节点在休眠和活动模式之间进行切换,是一种重要节能方法;对于资源受限且拓扑动态变化的无线传感器网络,宜采用分布式和局部化的覆盖控制协议和算法.     

Geometric quantities of lower doubly excited bound states of helium

Expectation values of single electron and interelectronic geometric quantities such as $\langle r\rangle$, $\langle r_{12}\rangle$, $\langle r_<\rangle$, $\langle r_>\rangle$, $\langle \cos\theta_{12}\rangle$ and $\langle \theta_{12}\rangle$ are calculated for doubly excited $2{\rm p}n{\rm p}\,{}^1P^{\,\rm e}\,(3\leq n\leq5),\, 2{\rm p}n{\rm p}\,{}^3\!P^{\,\rm e}\,(2\leq n\leq5)$ and $2{\rm p}n{\rm d}\,{}^{1,3}D^{\,\rm o}\,(3\leq n\leq5)$ states of helium using Hylleraas-$B$-spline basis set. The energy levels converge to at least 10 significant digits in our calculations. The extrapolated values of geometric quantities except for $\langle \theta_{12}\rangle$ reach 10 significant digits as well; $\langle \theta_{12}\rangle$ reaches at least 7 significant digits using a multipole expansion approach. Our results provide a precise reference for future research.     

基于AlxNy绝缘介质膜的新型窗口大功率半导体激光器

提升半导体激光器的腔面抗光学灾变(COD)损伤的能力,改善半导体激光器的工作特性,一直是大功率半导体激光器器件工艺研究的难点.基于薄膜应力使基底半导体材料带隙变化的原理,采用直流磁控溅射方法在不同条件下溅射生成不同内应力的AlxNy绝缘介质膜.通过研究大功率半导体激光器腔面退化机理,借助AlxNy等应力膜设计制作了一种新型非吸收透明窗口结构的宽条形半导体激光器,使器件平均最大输出功率提高46.5%,垂直发散角达到21°,水平发散角达到6.1°,2000 h加速老化试验,其千小时退化速率小于0.091%.     

高功率850 nm宽光谱大光腔超辐射发光二极管

超辐射发光二极管(SLD)具有不同于半导体激光器和普通发光二极管的优异性能。为提高半导体超辐射发光管的光谱宽度,采用非均匀阱宽多量子阱(MQW)材料拓宽超辐射器件的输出光谱。优化设计器件的波导结构,利用大光腔结构设计出高功率、低发散角850 nm超辐射发光二极管。采用直波导吸收区而后在器件的出光腔面上镀制抗反射膜的方法制作超辐射发光二极管。器件在140 mA时器件半峰全宽(FWHM)可以达到26 nm,室温下连续输出功率达到7 mW。器件的垂直发散角为28°,水平发散角为10°。由于器件具有比较小的发散角,与光纤耦合时具有比较高的耦合效率,单模保偏光纤耦合输出功率达到1.5 mW。     

使用溅射AlN成核层实现大规模生产深紫外LED

高质量AlN薄膜对制造高性能深紫外器件非常重要,但是目前还很难使用大型工业MOCVD生长出高质量的AlN薄膜.采用磁控溅射制备了不同厚度的用作成核层的AlN薄膜,使用大型工业MOCVD直接在成核层上高温生长AlN外延层,研究了不同成核层对AlN外延层质量的影响.通过扫描电子显微镜和原子力显微镜对成核层AlN薄膜的表面形貌进行表征;使用高分辨X射线衍射仪对AlN外延层晶体质量进行表征,结果表明:在溅射成核层上生长的AlN外延层的晶体质量有显著提高.使用大型工业MOCVD在蓝宝石衬底上成功制备出中心波长为282 nm的可商用深紫外LED,在注入电流为20 mA时,单颗深紫外LED芯片的光输出功率达到了1.65 mW,对应的外量子效率为1.87%,饱和光输出功率达到4.31 mW.     

(一)-△~(9(12))-CapneUene类的合成中间体——光学活性5-甲基-8-羟基双环[3,3,0]2一辛酮的不对称合成研究

通过手性硝基烯胺(4)与α-甲基-δ-戊内酯烯醇锌盐发生加成消除反应解决了倍半萜Capnellene类合成中构筑不对称季碳这个难题,对映体过量(e. e. )为94％。由L-脯氨酸经14步实现了(一)-△~(9(12))-Capnellene类的合成中间体——光学活性5-甲基-8-羟基双环[3 3,0]-2-辛酮(13)的对映选择合成。     

Brouwer不动点定理的分析证明

古典的Brouwer不动点定理是拓扑学上一个非常著名的定理,它叙述简结,应用广泛,但证明却很不简单,不论是代数拓扑的证明(见[1],126页),还是组合拓扑的证明(见[2],139页)以及微分拓扑的证明(见[3],65页),都涉及拓扑学上许多复杂的概念和结果,一般的读者只好望而却步。     

STL数据的远程显示方法研究

在分析了STL（StereoLithography）数据特点的基础上，针对STL数据冗余，不适合直接网上传输的特点．设计了网络传输文件T文件，减少了网络数据传输量。研究了STL数据到T文件的转换方法，并且采用Java3D技术开发了T数据的远程图形显示系统，实现了STL文件的远程快速浏览。从而为把快速原型制造与协同设计相结合提供了工具支持。