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850nm高亮度半导体激光器腔面膜技术研究

850nm波长高亮度半导体激光器作为大气窗口和空间通信光源的理想选择之一,要求具有较高的功率输出和光束质量。高亮度的DPL激光器及光纤激光器的发展也需要进一步提高泵浦源--高亮度半导体激光器的功率密度。而高亮度、高功率的半导体激光器也被广泛用于军事方面,比如替代小功率固体激光器用于激光制导、测距[1]。在激光空间通信中,作为独立发射光源,要求高亮度半导体激光器具有高稳定性和长寿命。高亮度半导体激光器具有单位面积上光功率密度极大的特点,极易引起激光器表面的光学灾变[5]。而且解理后的单晶面暴露在室温下的大气环境中,很容易与氧反应生成氧化物,对器件的输出功率和光学性能影响非常严重[1]。另外,高亮度半导体激光器的退化是影响其寿命和使用的主要因素。它主要可分为三种:渐变退化、迅速退化及光学灾变。光学灾变是和解理面有关的退化,半导体激光器中的光学灾变是影响半导体激光器的最大输出功率和器件寿命的一个主要因素。而光学灾变是由热量的逸出产生的...  (本文共3页) 阅读全文>>

长春理工大学
长春理工大学

850nm高亮度半导体激光器腔面膜的设计与制备

850nm高亮度半导体激光器是以AlGaAs晶体的(110)自然解理面作为谐振腔。本论文采取在芯片的前端面镀增透膜、后端面镀制高反射膜的方法,以获得高的阈值增益、降低阈值电流、提高量子效率和激光器的输出功率。采用吸收小,散射少的薄膜材料设计介质膜堆,使得后腔面反射率为97%,前腔面反射率约为3.2%。此时,器件的外微分量子效率从镀膜前的49.8%提高到镀膜后的89.76%,功率效率从25.6%提高到40.2%。最高输出功率达到3.6W,与未镀膜的器件相比提高了2.5~3.1倍。与此同时,镀制的膜层保护了器件端面,防止氧化和水蒸气的侵蚀。为了改善高亮度半导体激光器的散热问题和有效提高激光器芯片的光学灾变损伤阈值(COD),本论文中的半导体激光器芯片采取大光腔结构设计,并采取了无电流注入和透明窗口结构。该实验采用的设备是Denton Integrity-36全自动真空镀膜机,利用电子束蒸发离子辅助进行沉积镀膜,采用UV-3100PC...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

《发光学报》2011年06期
发光学报

850nm高亮度锥形半导体激光器的光电特性

1引言850 nm大功率半导体激光器是大气窗口和空间通信的理想光源[1],也是固体激光器和光纤激光器的理想泵浦源,具有红暴低、重量轻、体积小、寿命长、电光转换效率高等特点,在激光雷达、激光制导、激光测距等军事领域有着广阔的应用前景[2-6]。因此,具有高输出功率、高光束质量的850 nm高亮度半导体激光器的研究工作日益得到人们的重视。近年来,人们通过锁相列阵结构、非稳腔结构、主控振荡器功率放大器(MOPA)结构等结构来增加半导体激光器的亮度。但是,上面提到的前两种方法由于结构复杂、工艺难度大而不利于应用。作为MOPA的一种,锥形激光器可简单认为是由脊形波导和锥形增益区两部分组成,具有结构简单、制备流程少的显著优势,还可以实现大功率与高光束质量的有机结合[7]。目前国际上已经在多个波长范围和多种不同结构上开展了锥形激光器的研究,并且利用波长为808 nm的GaAsP/AlGaAs结构[8]和波长为976 nm的InGaAs/AlG...  (本文共5页) 阅读全文>>

《发光学报》2011年10期
发光学报

850nm高亮度近衍射极限锥形半导体激光器(英文)

1 IntroductionLaser diodes operating at 850 nm have attractedmuch attention for the properties of small size,highconversion efficiency,high reliability and low costs,which make it one of the ideal light sources for com-munication system.Especially,because it has aslight red exposure,it could be used for military ap-plications in laser radar,laser ranging and laserguide[1-5]directly or indirectly.In any case,thehigh b...  (本文共5页) 阅读全文>>

《激光与光电子学进展》2017年06期
激光与光电子学进展

混沌光注入展宽半导体激光器混沌载波发射机带宽

近年来,光通信技术快速发展,其具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰等优点[1]。波分复用和时分复用技术更是大幅提高了光通信的容量和速率[2-7]。然而,光通信的信息传输安全仍然是一个极具挑战性的课题。半导体激光器在外腔反馈和外光注入下很容易实现混沌光输出,由于混沌系统的不确定性,它在光通信的信息安全领域中的应用越来越广泛[8-9]。在数据传输中,信息的保密性和传输速率是最重要的两部分[10-15]。其中,信息保密的技术关键在于混沌系统反馈延时特性的抑制;而信息传输速率取决于混沌载波发射机的带宽。传统的混沌载波发射机的带宽只有数吉赫兹,无法满足高速光通信的需求。因此,为了突破数据传输速率的瓶颈,必须提高混沌载波发射机载波信号的带宽。目前,提高带宽的方法主要有普通强光注入、混沌自相位调制[16]以及交叉相位调制[17],三种方法均能在一定程度上大幅展宽混沌载波发射机带宽,然而,在反馈延时特性的抑制上却没有明显优势。通过数值模拟可以...  (本文共7页) 阅读全文>>

《沈阳工业大学学报》2017年04期
沈阳工业大学学报

基于PID控制和遗传算法的半导体激光器温控系统

*本文已于2017-03-28 17∶09在中国知网优先数字出版.网络出版地址:http:∥w w w.cnki.net/kcms/detail/21.1189.T.20170328.1709.026.html科学技术的发展使得半导体激光器的体积越来越小、质量越来越轻、工作效率越来越高,半导体激光器已经广泛应用在数字通信、医疗设备、工业和科研等重要领域.然而,半导体激光器对温度比较敏感,温度的变化会直接影响到它的电流、波长和输出功率[1-4],为了使其能够正常工作,必须实现半导体激光器温度的精确控制[5-7].国内外学者和研究机构都对这个问题开展了大量的研究工作[8-10].文献[3]设计了基于FPGA的激光器温控系统,控制参数以PWM信号的形式给出,再使用H桥将其转化为控制信号,温控精度高达0.03℃;文献[6]为了降低软件设计复杂度,提高控制准确度及稳定性,设计了基于模拟PID的半导体激光器温控系统;文献[8]对于大功率半导...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国科技史杂志》2014年01期
中国科技史杂志

中国第一代半导体激光器的研制

半导体激光器的诞生是半导体光电子事业的开端。在众多的激光器中,半导体激光器独树一帜,具有体积小、重量轻、效率高、价格低廉、应用范围广等许多优点,不仅应用于光存储、光通信等领域,还是计算机、微电子、材料加工等各行各业技术创新的强大推动力。1962年,世界第一只半导体激光器诞生在美国通用电气实验室。中国最早开展半导体激光器研制的单位是中国科学院(以下简称“中科院”)长春光学精密机械研究所(以下简称“长春光机所”)和中国科学院半导体研究所(下简称“半导体所”),他们研制成功此类激光器的时间只比国外晚一年,这是我国半导体激光领域的一个里程碑。关于中国第一只半导体激光器①的研制,多篇文献有所论述[1~4],且有不同的说法。本文主要依据历史文献、档案和人物访谈等原始资料,回顾半导体激光器诞生的学术背景,论述半导体所和长春光机所在研制过程中所做的工作,分析比较研究方法的异同及各自优势,以期对我们深入认识此类激光器有所裨益。1期康静等:中国第一...  (本文共9页) 阅读全文>>