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百瓦级高功率蓝光半导体激光器研究

半导体激光器(Laser Diode)具有光束质量高、体积小、电光转换率高、寿命长等优点,已经广泛应用于工业军事等领域。红外等波段半导体激光器发展已经日趋成熟,但是可见光半导体激光器发展滞后,一直阻碍半导体激光在显示领域的应用。激光显示以红绿蓝(RGB)三基色光源为核心技术,色域广,色彩丰富艳丽真实。由于红绿蓝激光发展不平衡和色温的原因,若要展现出激光显示的优点需要更高的功率蓝光。虽然全固态激光器率先发展,推动激光显示进入研发阶段,但是固体光源本身具有电光转换率低,体积大,功率不高,工作不稳定的缺点,阻碍了激光显示的发展。同时,GaN基蓝光LD芯片由于发展缓慢,功率低,价格昂贵等,一直制约着它在各领域的应用。随着蓝光LD单管功率不断提高,价格降低,高功率蓝光半导体激光器光纤耦合模块已经成为国内外研究竞争的焦点。本文在总结国内外高功率半导体激光器模块研究现状的基础上,深入研究光纤耦合方法,从光纤合束、光束整形的角度,针对蓝光半导体  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京工业大学
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852nm半导体激光器的结构设计与制备

半导体激光器凭借体积小、重量轻、转换效率高、寿命长等优势,被广泛的应用于光纤通信、数据存储、全息技术、长度和速率测量、扫描打印等众多方面,其应用覆盖了民用和国防的诸多领域。852nm半导体激光器以其独特的波长特性作为铯原子中的核心部件得到了广泛的应用,其质量将直接影响计时的精准性、空间定位与国防军事的水平。本文从以下几个方面介绍了852nm半导体激光器的设计流程和研究方法:首先,本文简单介绍了半导体激光器的发展现状、工作原理、优点和应用。并重点介绍了852nm半导体激光器的研究背景、发展现状以及其重要应用——铯原子钟。其次,本文介绍了外延技术的发展和分类,重点阐述了金属有机物化学气相淀积的概念、基本原理和本实验室的生长设备。此外,介绍了实验室常用的测试仪器,光致荧光光谱(PL)和电化学(ECV)掺杂浓度测试等方法,并简要的介绍了二者的工作原理。然后,我们使用k·p微扰法对激光器有源区的应变量子阱结构进行仿真,得出了有源区材料组分...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京工业大学
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852nm半导体激光器的工艺制备及其特性分析

随着光电技术的发展,半导体激光器逐渐被通信、医疗、日常用品等领域广泛使用。半导体激光器应用在不同领域的时候,对其特性要求也不相同。而应用于空间系统的半导体激光器对光谱质量和输出稳定性都有较高的要求。因此制备良好光谱质量和较高输出稳定性的半导体激光器就显得尤为重要。本文在针对852nm半导体激光器的相关内容进行了深入研究的基础上,采用了改进的半导体制备工艺,制备出了具有良好性能的852nm F-P(Fabry-Pero)型的半导体激光器,并测试分析其各项性能。主要研究工作如下:1.为了优化半导体激光器的结构参数,本文采用了对比实验的方法,研究了在相同工艺制备条件下腔长与脊宽对半导体激光器特性的影响,研究结果表明,在腔长相同的情况下,脊宽较窄的器件光谱质量较好;而在脊宽相同的情况下,腔长较长的器件P-I曲线较为稳定。最终得到制备半导体激光器的最佳脊宽和腔长分别为5μm和1000μm。2.针对传统制备工艺在制备半导体激光器时所存在的困...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京大学
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基于光注入半导体激光器的微波光子滤波器和上变频系统

光电子系统的低损耗和大带宽的能力使其在微波信号的处理和传输上备受吸引力。与此同时,人们对高容量通信系统的需求也使得微波技术在光发射机和接收机中被广泛使用。这两种趋势促使了微波光子学领域的发展。微波光子学利用光学的处理方法来代替电域的处理方法,具有低损耗、大带宽、质量轻和抗电磁干扰等优点,在军事通信、民用通信、商用通信、有线电视、天文探索、光信号处理以及光交换网络等领域都有重要应用。光注入技术可以优化分布反馈式(DFB)半导体激光器的工作性能,能够让半导体激光器表现出丰富多样的光学特性。半导体激光器在光注入锁定的情况下具有扩大调制带宽、增强谐振峰、降低调制信号啁啾和减小系统噪声等特性。此外,当有多种频成分的光注入到半导体激光器时,半导体激光器对注入光中特定波长的光起选择性放大作用,这在微波光子学领域有及其重要的实用价值。论文以微波光子学的应用为导向,探索了光注入半导体激光器的特点,并基于光注入半导体提出了新的微波光子滤波器以及全光...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

西南交通大学
西南交通大学

基于DSP的某激光器温度控制系统设计与研究

随着半导体技术的发展,半导体激光器应运而生,它是一种尺寸小、效率高、功耗低、可靠性好、使用寿命长的新型激光器,广泛应用于现代工业、医学、国防军事等领域。但半导体激光器的性能极易受温度变化影响,如果在实际使用中不能严格控制其工作温度,不但会对半导体激光器的输出功率、波长等造成影响,还会影响其使用寿命。因此研发一套能够对半导体激光器温度进行控制的测控系统,保证半导体激光器在设定条件下正常工作具有一定的现实意义。基于此,本文设计了一个以DSP为主控制核心的半导体激光器温度控制系统。按其设计流程可以分为系统方案设计、系统控制算法设计、系统硬件电路设计、系统软件设计及系统调试五大部分内容。在方案设计中,系统控制方式采用控制精度更高的闭环控制;温度传感器采用铂热电阻Pt100,其接线方式为四线制;A/D转换采用DSP自带的12位ADC转换器;温度加热执行元件采用陶瓷加热片,由功率开关驱动完成温度控制。论文通过对PID控制和模糊控制算法的研究...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
太原理工大学

面向混沌半导体激光器的高精度温控与直流驱动电路系统设计

近几年,混沌信号在通信、传感、信息安全等领域显现出重要的应用价值。目前混沌信号主要有以下两种产生方式:一、分立器件产生混沌信号;二、集成混沌激光器芯片生成混沌信号。但是,分立器件产生混沌信号,其结构复杂、且易受环境影响、输出不稳定、不利于混沌信号的应用。作为一种新型的光电子器件,集成混沌激光器具有体积小、易于其他系统集成、可以输出稳定可靠的宽带混沌信号等优点,成为现在的研究热点。混沌半导体激光器一般采用温度敏感型材料作为增益介质,如砷化镓、磷化铟等,而温度的改变会影响混沌半导体激光器输出的波长和阈值电流,最终将导致激光器输出混沌状态不稳定。并且偏置电流对激光器进入混沌的路径以及输出的混沌信号状态都有重要的影响,因此对混沌半导体激光器进行高精度温度控制和直流驱动控制十分重要。目前,现有激光器温控源与驱动源普遍体积较大而且购买价格相对比较昂贵,因此不利于系统的控制和集成。针对上述问题本文设计了一套面向混沌激光器的高精度温控与直流驱动...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>