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铯原子D_(2)线饱和吸收谱稳频半导体激光器 被引量：2
1
作者 叶瀚礼 高俊 +4 位作者 王新龙 池皓 陈炯 崔索超 耿安兵 《激光技术》 北大核心 2025年第2期245-249,共5页
半导体激光器在自由运转过程中容易受到温度、振动等外界因素的影响,输出激光的频率稳定性难以满足量子精密测量、高精度光谱、激光通信等领域的技术要求。为了获得频率稳定的输出激光,设计了一种稳频半导体激光器。基于133 Cs原子D 2... 半导体激光器在自由运转过程中容易受到温度、振动等外界因素的影响,输出激光的频率稳定性难以满足量子精密测量、高精度光谱、激光通信等领域的技术要求。为了获得频率稳定的输出激光,设计了一种稳频半导体激光器。基于133 Cs原子D 2线的超精细能级结构特性和饱和吸收原理,将6^(2)S_(1/2),F=4〉→6^(2)P_(3/2),F′=5〉饱和吸收峰对应的原子跃迁频率作为参考标准,采用反馈控制的方法实现了输出激光频率闭环锁定。结果表明,闭环锁定下秒级频率稳定度达3.88×10^(-12),积分时间16 s时频率稳定度最低达1.70×10^(-12),12 h拍频信号波动小于140 kHz,线宽为438.41 kHz@10μs,12 h功率稳定性为6.11×10^(-4),整机体积为9×10^(3)cm^(3);饱和吸收光谱和反馈控制的共同作用可以大幅度减小半导体激光器自由运转时的频率波动。该激光器频率稳定度等部分关键指标达到较高水平,实现小型化并长期稳定运行,能够满足量子测量等应用领域对频率锁定激光光源的技术要求。 展开更多
关键词 激光器 半导体激光器 饱和吸收 频率稳定
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可调谐MEMS-VCSEL微桥梁制备及其应力的影响 被引量：1
2
作者 朱鲁江 孙玉润 +2 位作者 张琪 于淑珍 董建荣 《半导体技术》 北大核心 2025年第6期589-594,共6页
针对微电子机械系统(MEMS)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)中静电驱动微桥梁结构制备工艺开展研究,旨在制备平直的悬空微桥梁结构,并通过工艺优化提高其可靠性。利用干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的方法刻蚀Ge牺牲层,这种方法既能够防止湿法腐... 针对微电子机械系统(MEMS)的垂直腔面发射激光器(VCSEL)中静电驱动微桥梁结构制备工艺开展研究,旨在制备平直的悬空微桥梁结构,并通过工艺优化提高其可靠性。利用干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的方法刻蚀Ge牺牲层,这种方法既能够防止湿法腐蚀横向刻蚀过多,还可以提高Ge和底部电极Ti的刻蚀比。通过XeF_(2)气体干法刻蚀去除剩余的Ge以释放微桥梁结构,避免湿法腐蚀释放造成的微桥梁结构与衬底粘附问题,测试结果表明XeF_(2)横向腐蚀Ge的速率高达150μm/min。此外,选用SiNx介质作为微桥梁结构层,并通过优化等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺条件调控薄膜应力为低张应力,解决了残余应力导致的微桥梁结构弯曲和断裂问题,制备了平直的悬空微桥梁结构。 展开更多
关键词 微电子机械系统(MEMS) 微桥梁结构 Ge刻蚀 XeF_(2)干法刻蚀 残余应力
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低成本半导体激光器2级高稳定温控系统研制 被引量：1
3
作者 孙磊 宫廷 +5 位作者 郭古青 田亚莉 孙小聪 周月婷 邱选兵 李传亮 《激光技术》 北大核心 2025年第2期239-244,共6页
为了解决半导体激光器温度漂移导致输出波长偏移的问题,提出了一种双闭环分布式反馈(DFB)激光器2级温控系统。在激光器自身内部温控系统的基础上,引入了外部环境温度的环路控制系统,确保激光器能够处于稳定的工作温度范围内;以嵌入式处... 为了解决半导体激光器温度漂移导致输出波长偏移的问题,提出了一种双闭环分布式反馈(DFB)激光器2级温控系统。在激光器自身内部温控系统的基础上,引入了外部环境温度的环路控制系统,确保激光器能够处于稳定的工作温度范围内;以嵌入式处理器为主控制器,采用数字比例-积分-微分控制算法,结合脉冲宽度调制技术和低成本H桥芯片控制热电制冷器的加热和制冷,实现激光器温度的精确控制;环境温度不变的条件下改变激光器的控制温度,以及激光器的工作温度不变的条件下改变环境温度,并进行了温度稳定性实验。结果表明,该系统的温控精度可高达±0.03℃;以近红外DFB激光器进行波长稳定性实验时,连续120 min内,激光器波长变化的最大误差为0.0036 nm;电流保持不变的情况下,激光器输出波长与温度的相关系数高于0.9996。该温控系统具备高精度、低成本和紧凑体积的特点,在分子光谱、气体检测、光纤通信等领域具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 激光技术 温度控制 比例-积分-微分算法 2级系统 半导体激光器
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基于反射式体布拉格光栅的450 nm窄带宽半导体激光器实验研究 被引量：1
4
作者 曹波涛 闫运浩 +4 位作者 柴聪鹏 郭凌伟 华有杰 徐时清 赵士龙 《光子学报》 北大核心 2025年第1期10-17,共8页
体布拉格光栅作为激光外腔镜可以有效降低激光器运行过程中热效应引起的温度漂移和谱线加宽问题。利用中心波长为449.7 nm的体布拉格光栅作为蓝光半导体激光器的外腔反射镜对激光器进行外腔锁模,研究激光器的输出光特性。实验确定了具... 体布拉格光栅作为激光外腔镜可以有效降低激光器运行过程中热效应引起的温度漂移和谱线加宽问题。利用中心波长为449.7 nm的体布拉格光栅作为蓝光半导体激光器的外腔反射镜对激光器进行外腔锁模,研究激光器的输出光特性。实验确定了具备稳定激光输出的蓝光二极管-快轴准直镜-慢轴准直镜的激光器结构。在不同电流和水冷温度条件下,分析了电流漂移和温度漂移现象,并检测了体布拉格光栅对激光波长锁定的效果。在22℃水冷和1 A电流条件下,体布拉格光栅将激光器的中心波长稳定在449.7 nm,谱线半高全宽压缩至0.1 nm,实现了具有波长稳定性的窄带宽激光输出。该研究可为开发高亮度、高功率、高色纯度的蓝光半导体激光器提供参考。 展开更多
关键词 激光器 窄带宽 蓝光 外腔锁模 温度漂移 波长稳定性
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面发射激光器的高速性能研究 被引量：1
5
作者 陈钊 李惠 +4 位作者 钟础宇 张幸 苗威 王彬 张帅一 《激光技术》 北大核心 2025年第1期74-78,共5页
为了简化工艺,提高面发射激光器的调制带宽与数据传输速率,采用多量子阱有源区设计、介质平面化工艺制备、氧化约束限制等方法,制备了一种发射波长为850 nm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。工艺上采用低介电常数的聚酰亚胺(PI)进行平面化... 为了简化工艺,提高面发射激光器的调制带宽与数据传输速率,采用多量子阱有源区设计、介质平面化工艺制备、氧化约束限制等方法,制备了一种发射波长为850 nm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。工艺上采用低介电常数的聚酰亚胺(PI)进行平面化,而非高速VCSEL芯片上常用的苯并环丁烯,研究了基于PI胶平面化工艺的高速器件的寄生响应。结果表明,在低偏置电流下,具有3μm氧化孔径的VCSEL显示出最大调制带宽为25.2 GHz,谐振频率为24.3 GHz,寄生截止频率为13.2 GHz,调制电流效率因子为22.726 GHz/mA^(1/2),D因子为19.670 GHz/mA^(1/2),阈值电流和微分电阻分别达到0.27 mA和215.965Ω,最大光输出功率为0.9 mW;PI方案可用于调制带宽为25 GHz及以下的产品。这一结果对简化工艺、提高面发射激光器的数据传输速率具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 激光器 垂直腔面发射激光器 高速调制 聚酰亚胺平面化 简化工艺
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基于YOLOv8n的罂粟识别改进算法研究 被引量：1
6
作者 陈海涛 王辉 +2 位作者 邓涛 刘永粤 张琪 《西南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期201-212,共12页
针对罂粟检测任务模型存在的小目标识别、背景复杂、目标物体相对尺度变化等问题,提出了一种基于YOLOv8n的罂粟识别改进算法。该算法通过引入iRMB注意力机制以增强罂粟小目标检测能力,通过将upsample模块替换为CARAFE上采样算子以提升... 针对罂粟检测任务模型存在的小目标识别、背景复杂、目标物体相对尺度变化等问题,提出了一种基于YOLOv8n的罂粟识别改进算法。该算法通过引入iRMB注意力机制以增强罂粟小目标检测能力,通过将upsample模块替换为CARAFE上采样算子以提升罂粟在复杂背景中的识别率,通过将损失函数由CIoU替换为MPDIoU以应对罂粟遥感目标相对尺度变化问题。研究结果表明:基于YOLOv8n的罂粟识别改进算法可将传统YOLOv8n算法的mAP从83.1%提升至86.6%,其中罂粟果实识别的AP提升1.0个百分点,罂粟花蕊识别的AP提升6.1个百分点,实现了对罂粟识别综合性能的提升。 展开更多
关键词 罂粟识别 算法改进 YOLOv8n算法 注意力机制
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面向中波红外应用的压电调谐Fabry-Perot滤波器设计
7
作者 高岩 周易 +6 位作者 应翔霄 周建 王芳芳 黄敏 汪玲芳 刘云猛 陈建新 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第10期39-47,共9页
为满足中波红外波段动态光谱选择的应用需求,设计了一种基于压电驱动的可调谐Fabry-Pérot(F-P)滤波器。该器件采用压电陶瓷叠堆结构实现谐振腔腔长的高精度调控,并引入分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector,DBR)作为高... 为满足中波红外波段动态光谱选择的应用需求,设计了一种基于压电驱动的可调谐Fabry-Pérot(F-P)滤波器。该器件采用压电陶瓷叠堆结构实现谐振腔腔长的高精度调控,并引入分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector,DBR)作为高反射镜面,从而有效提升光谱分辨率。构建了多物理场耦合仿真模型,对器件在电、热、力耦合作用下的位移特性与结构稳定性进行了系统分析。电力耦合分析结果表明,该滤波器在-150~150?V电压范围内,腔长可在4.40~15.60?μm之间连续可调,对应透射峰波长覆盖2.20~7.80?μm,具备优异的宽谱调谐能力。此外,还分析了材料色散、消光系数和反射相移对滤波性能的影响,结果表明在低阶干涉条件下,反射相移对透射谱段的位置具有显著影响。研究结果可为中红外高性能光谱滤波器的设计与应用提供理论支撑与参考依据。 展开更多
关键词 可调谐滤波器 压电陶瓷 Fabry-Pérot谐振腔 中波红外
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光电二极管放大电路的SPICE仿真与实验研究
8
作者 丛梦龙 周昆鹏 《现代电子技术》 北大核心 2025年第16期19-24,共6页
为整体提升光电二极管放大电路性能,在理论研究基础上,结合软件仿真和实验测试对设计方案加以优化。首先从系统传递函数角度出发,揭示引发电路振荡的原因,即开环增益和反馈因子之间特定幅度和相位关系。在此基础上,利用TINA SPICE交流... 为整体提升光电二极管放大电路性能,在理论研究基础上,结合软件仿真和实验测试对设计方案加以优化。首先从系统传递函数角度出发,揭示引发电路振荡的原因,即开环增益和反馈因子之间特定幅度和相位关系。在此基础上,利用TINA SPICE交流和瞬态仿真功能,以图解方式直观阐明振荡条件,并给出用于相位补偿的反馈电容取值不同时所测得的环路增益波特图,以及系统频率响应、阶跃响应和脉冲响应。对比上述仿真结果,讨论反馈电容对系统稳定性和带宽的影响,并进一步考虑稳定性和带宽,计算出补偿电容的理想取值。针对因电容过小而在应用中难以实现的问题,提出以T型阻容网络等效小电容的策略,并通过仿真加以验证。最后,对系统相位裕度和带宽进行了实验测试。结果表明,当补偿电容为5 pF时,相位裕度约为68.4°,过冲优于8%,未见振铃现象。 展开更多
关键词 光电二极管 开环增益 TINA SPICE 反馈因子 环路增益 相位裕度
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基于Sb_(2)O_(3)可饱和吸收体的2.8μm被动调Q激光器
9
作者 张雅馨 陈邱笛 +4 位作者 卢思亮 陈言 张沛雄 李真 陈振强 《发光学报》 北大核心 2025年第3期528-535,共8页
提出了一种采用978 nm侧泵的基于氧化锑可饱和吸收体掺铒被动调Q激光器。采用垂直微间距升华法(chemical reaction assisted vertical micro sublimation method,CVMS)成功地将Sb_(2)O_(3)转移到Al_(2)O_(3)衬底上,并对其进行了形貌、... 提出了一种采用978 nm侧泵的基于氧化锑可饱和吸收体掺铒被动调Q激光器。采用垂直微间距升华法(chemical reaction assisted vertical micro sublimation method,CVMS)成功地将Sb_(2)O_(3)转移到Al_(2)O_(3)衬底上,并对其进行了形貌、结构等性能表征。采用978 nm侧泵实现了基于Sb_(2)O_(3)-SA掺铒晶体材料的被动调Q,最大单脉冲能量和最大峰值功率分别为6.84μJ和1.12 W。随着泵浦功率的增加,脉冲宽度从19.64μs减小到6.09μs,重复频率从19.10 kHz增大到62.13 kHz。输出激光的中心波长位于2793 nm,且波长在2793 nm处对应的FWHM为9.10 nm。实验结果表明,基于氧化锑可饱和吸收体的铒掺杂晶体材料被动调Q激光器为利用新型可饱和吸收体实现更低成本、稳定性更强且谐振腔设计简单的~3μm中红外激光器提供了新依据。 展开更多
关键词 Er^(3+) ~3μm激光 被动调Q 氧化锑可饱和吸收体
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基于SiO_(2)/ZnS的宽带反射镜垂直腔面发射激光器研究
10
作者 闫晓东 苏金宝 +3 位作者 吴博 刘莹 邓军 解意洋 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期155-164,共10页
研究了具有SiO_(2)/ZnS宽带反射镜的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。通过仿真分析了SiO_(2)/ZnS材料组合的分布式布拉格反射镜(DBR)结构,结果表明该DBR结构可通过较少周期数实现宽反射带特性。通过磁控溅射技术在室温下沉积SiO_(2)/ZnS DBR... 研究了具有SiO_(2)/ZnS宽带反射镜的垂直腔面发射激光器(VCSEL)。通过仿真分析了SiO_(2)/ZnS材料组合的分布式布拉格反射镜(DBR)结构,结果表明该DBR结构可通过较少周期数实现宽反射带特性。通过磁控溅射技术在室温下沉积SiO_(2)/ZnS DBR,反射谱测试结果显示,SiO_(2)/ZnS DBR的反射带宽可达209 nm。同时,在VCSEL器件表面沉积了中心波长为850 nm的DBR结构,所制备的VCSEL在室温下的阈值电流为0.5 mA,峰值功率为1.55 mW。DBR中心波长偏移50 nm以上的器件依旧可以实现稳定激光输出,且不影响其P-I-V特性和光谱特性。文中研究的宽带DBR拥有较大的波长容差,显著降低了DBR生长过程中的工艺精度要求,使得宽带反射镜VCSEL的设计与制造更加灵活。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 宽带布拉格反射镜 SiO_(2)/ZnS 磁控溅射
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谐振周期增益有源区Al_(x)Ga_(1-x)As间隔层对940 nm垂直腔面发射激光器性能的影响
11
作者 武彬 董海亮 +4 位作者 贾志刚 贾伟 马淑芳 尚林 许并社 《发光学报》 北大核心 2025年第11期2109-2118,共10页
采用PICS 3D仿真软件设计了具有不同Al组分AlxGa-As间隔层的谐振周期增益(Resonant periodic gain,RPG)有源区,研究了940 nm垂直腔面发射激光器(Vertical cavity surface emitting laser,VCSEL)的光电特性,以实现高输出功率和高功率转... 采用PICS 3D仿真软件设计了具有不同Al组分AlxGa-As间隔层的谐振周期增益(Resonant periodic gain,RPG)有源区,研究了940 nm垂直腔面发射激光器(Vertical cavity surface emitting laser,VCSEL)的光电特性,以实现高输出功率和高功率转换效率。仿真结果表明,当间隔层Al组分为0.1时,RPG VCSEL的峰值输出功率达到24.32 mW,峰值功率转换效率达到51.7%。通过分析间隔层的能带结构,研究了载流子在RPG VCSEL有源区中的传输特性。研究结果表明,调节Al组分可以调控其能带结构,并控制辐射复合概率。这有效地减少了电子和空穴在间隔层中的积累,从而降低了非辐射复合。该研究为应变补偿量子阱RPG有源区中间隔层材料的选择提供了理论指导和数据支撑。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 高输出功率 谐振周期增益有源区 Al_(x)Ga_(1-x)As间隔层
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对称氧化限制结构提高795 nm VCSEL单模功率
12
作者 贾秀阳 贾志刚 +3 位作者 董海亮 陈小东 高茂林 许并社 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第5期809-818,共10页
795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为铷原子钟和量子陀螺仪的激光光源,一般采用单氧化限制结构保证单模输出,但这种结构输出功率较小且功耗较高。本文利用PICS3D软件首先对不同位置单氧化限制层进行模拟分析,结果表明,氧化限制层越靠... 795 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为铷原子钟和量子陀螺仪的激光光源,一般采用单氧化限制结构保证单模输出,但这种结构输出功率较小且功耗较高。本文利用PICS3D软件首先对不同位置单氧化限制层进行模拟分析,结果表明,氧化限制层越靠近有源区,其对载流子的限制能力越强,因此在相同的注入电流条件下器件的输出功率越高。在此基础上设计了靠近有源区对称双氧化限制和四氧化限制结构VCSEL,与传统单氧化限制结构相比,多氧化限制结构VCSEL有源区有较高的电流密度,且输出功率与电光转化效率有较大提高。此外,本文还通过远场、近场分析了氧化限制层数量对器件光学性能影响,发现随着氧化限制层数量的增加,VCSEL高阶模式更多集中在出光孔处且远场发散角增大。本研究对于通过多氧化限制层优化VCSEL性能,平衡输出功率和光学性能具有参考意义。 展开更多
关键词 垂直腔面发射激光器 对称氧化限制结构 电流密度 载流子浓度 单模 光场分布
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半导体激光器光反馈效应对原子传感系统小型化的影响
13
作者 冯宇辰 郭彬 +1 位作者 王超 汪之国 《激光技术》 北大核心 2025年第5期642-650,共9页
为了评估光反馈效应对小型化原子传感系统的精度与稳定性的影响,利用小型化原子陀螺仪使用的半导体激光光源与光学元件搭建了光反馈效应测试光路,测试了光反馈引起的自混合干涉信号光功率波动;通过移动压电位移台,分别测试了偏振片、λ/... 为了评估光反馈效应对小型化原子传感系统的精度与稳定性的影响,利用小型化原子陀螺仪使用的半导体激光光源与光学元件搭建了光反馈效应测试光路,测试了光反馈引起的自混合干涉信号光功率波动;通过移动压电位移台,分别测试了偏振片、λ/4波片、原子气室、非球面透镜引起的光功率波动,并分析了处于光反馈条件下环境对光功率波动的潜在影响。结果表明,偏振片、λ/4波片、原子气室、非球面透镜最大可分别引起光功率4.8%,3.46%,6.62%,1.75%的功率波动;倾斜光学元件可以显著抑制光反馈效应,针对不便倾斜的光学元件,在不改变元件接收光功率的条件下,使用倾斜衰减片可以明显抑制光反馈效应。该研究可以为使用795 nm分布布喇格反射半导体激光器的原子传感系统小型化工作提供参考。 展开更多
关键词 激光技术 自混合干涉 原子传感 原子陀螺仪 原子磁力仪
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高精度半导体激光器控制系统设计
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作者 张一凡 李宇鹏 +2 位作者 张延月 何宁 段嘉恒 《激光杂志》 北大核心 2025年第10期13-19,共7页
半导体激光器输出光功率及波长特性极易受到环境温度和驱动电流影响。因此,设计了基于STM32的集成控制系统,该系统包含温度控制与恒流源控制两部分:温度控制模块采用BTN7971B驱动热电制冷器,结合温度传感器反馈与增量式PID算法实现±... 半导体激光器输出光功率及波长特性极易受到环境温度和驱动电流影响。因此,设计了基于STM32的集成控制系统,该系统包含温度控制与恒流源控制两部分:温度控制模块采用BTN7971B驱动热电制冷器,结合温度传感器反馈与增量式PID算法实现±0.02℃精密温控,稳定时间为13 s且无超调现象;恒流源控制模块通过压控恒流源动态调节激光器驱动电流,结合光电探测器实时监测输出光功率,经STM32的PID运算后补偿功率偏差,最终实现激光器输出电流稳定度0.09%、线性度0.102%,输出光功率13 mW时光功率稳定度0.18%。实验表明,系统在10℃~40℃环境温度下具备高稳定性,满足半导体激光器精密调控需求。 展开更多
关键词 半导体激光器 温度控制 功率控制 压控恒流源 STM32
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基于数字PID的DFB激光器温度控制系统
15
作者 余志超 姚路 +3 位作者 阚瑞峰 孙方亮 许振宇 张先燚 《量子电子学报》 北大核心 2025年第6期795-805,共11页
分布式反馈(DFB)半导体激光器是基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的气体传感器的核心元器件,其输出波长稳定性受到工作温度稳定性的影响。为了让DFB激光器提供稳定可靠的光源,本文研制了一种基于积分分离式比例-积分-微分算法的高稳定... 分布式反馈(DFB)半导体激光器是基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的气体传感器的核心元器件,其输出波长稳定性受到工作温度稳定性的影响。为了让DFB激光器提供稳定可靠的光源,本文研制了一种基于积分分离式比例-积分-微分算法的高稳定性激光器温度控制系统。该系统以激光器内部的热电制冷器(TEC)为控温元件,负温度系数热敏电阻为测温元件,分别设计了基于脉冲宽度调制技术的TEC驱动电路和高精度的温度采集电路。利用该温度控制系统,对1654 nm的DFB激光器进行了温度控制测试。实验结果表明,该系统的温度控制范围在15~35℃,响应时间低于13 s,系统2 h内的温度控制精度达到±0.002℃,温度稳定性达到0.016%。使用该温控系统,DFB激光器在运行过程中状态稳定,输出波长的标准差为0.00011 nm。 展开更多
关键词 光电子学 分布式反馈半导体激光器 比例-积分-微分算法 高稳定性 温度控制
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基于NALM被动锁模的超短脉冲掺铒光纤激光器
16
作者 叶海钦 王蓟 +4 位作者 王国政 赵辉 刘诗涵 薛明昆 贾惟元 《发光学报》 北大核心 2025年第9期1722-1728,共7页
报道了一种基于非线性放大环形镜(NALM)的“8”字形腔锁模掺铒光纤激光器,利用非线性放大环形镜作为等效可饱和吸收体,在1.55μm波段实现了锁模超短脉冲激光输出。在泵浦功率为245 mW时,激光器实现自启动锁模工作,输出功率为1.58 mW,重... 报道了一种基于非线性放大环形镜(NALM)的“8”字形腔锁模掺铒光纤激光器,利用非线性放大环形镜作为等效可饱和吸收体,在1.55μm波段实现了锁模超短脉冲激光输出。在泵浦功率为245 mW时,激光器实现自启动锁模工作,输出功率为1.58 mW,重复频率为12.75 MHz,光谱中心波长为1564.62 nm,3 dB带宽为5.08 nm,脉冲宽度为590 fs。当泵浦功率以等量增加时,锁模脉冲的光谱宽度增加、脉冲宽度减小,在泵浦功率400 mW时,得到最大的3 dB光谱宽度为5.92 nm,此时对应双曲正割拟合最小脉冲宽度为488 fs。 展开更多
关键词 光纤激光器 被动锁模 超短脉冲 非线性放大环形镜 掺铒光纤
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新型半导体激光巴条衬底与液冷微结构集成散热研究
17
作者 陈琅 刘嘉辰 +6 位作者 章珺越 吴顺华 黄维洲 张锐 王贞福 张佳晨 李特 《发光学报》 北大核心 2025年第2期343-353,共11页
芯片衬底与微通道集成一体化是一项全球前沿的研究热点,与传统液冷微通道热沉相比,具有革命性的优势,已成功应用于绝缘栅双极型晶体管等芯片领域,展现出卓越的散热性能。随着大科学装置及工业领域对半导体激光芯片输出功率需求的增加,... 芯片衬底与微通道集成一体化是一项全球前沿的研究热点,与传统液冷微通道热沉相比,具有革命性的优势,已成功应用于绝缘栅双极型晶体管等芯片领域,展现出卓越的散热性能。随着大科学装置及工业领域对半导体激光芯片输出功率需求的增加,热管理成为一项关键技术问题。传统激光巴条冷却研究主要集中在优化液冷热沉结构,但其散热能力受到传热路径热阻的限制。为应对这一挑战,本研究基于芯片衬底与微通道集成一体化设计,提出了一种新型分布式流型结构,用于半导体激光芯片的高效散热。该设计显著缩短了传热路径,减少了热阻,从而有效降低芯片结温与冷却流量,为实现高集成度和高散热量的激光芯片提供了重要技术支撑。研究结果表明,本文提出的分布式流型结构突破了半导体激光巴条衬底微通道设计的瓶颈,在0.35 L/min@20℃的液冷条件下,实现了芯片温升≤40℃的目标,并在1000 W/cm^(2)的高热流密度条件下获得了最佳填充因子为0.25,芯片温升为30.52℃的模拟结果。 展开更多
关键词 半导体激光巴条 液冷 衬底微结构 片上集成散热
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大面积高功率940 nm光子晶体面发射激光器
18
作者 唐英翔 王超 +8 位作者 肖垚 张志成 罗晨 仲崇喜 张燕 赵武 李顺峰 王文鑫 王俊 《发光学报》 北大核心 2025年第4期713-720,共8页
光子晶体面发射激光器(PCSEL)可以利用带边谐振效应实现大面积相干振荡,是一种能实现高亮度单模激射的新型半导体激光器。这使得PCSEL在激光雷达与3D传感等领域具有很好的应用前景。本文设计了一种正方单晶格非对称锥形空气孔结构的PCS... 光子晶体面发射激光器(PCSEL)可以利用带边谐振效应实现大面积相干振荡,是一种能实现高亮度单模激射的新型半导体激光器。这使得PCSEL在激光雷达与3D传感等领域具有很好的应用前景。本文设计了一种正方单晶格非对称锥形空气孔结构的PCSEL,通过增加光子晶体占空比提高基模与高阶模之间的阈值差异,实现大模式面积下高功率单模激光输出。实验表明,研制的940 nm PCSEL在10μs脉冲泵浦下输出功率达到5.1 W,斜率效率达到0.43 W/A,其远场光斑呈现出1°发散角的单瓣分布,并具有80%偏振度的线偏振特性;进一步地,在5 ns脉冲条件下,其输出功率高达35 W。该器件的研发可为激光雷达系统提供良好的光源。 展开更多
关键词 光子晶体面发射半导体激光器 高功率 非对称锥形
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自相似锁模超短脉冲掺铒光纤激光器
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作者 赵辉 王蓟 +5 位作者 夏敬华 王国政 叶海钦 薛明昆 刘诗晗 贾惟元 《发光学报》 北大核心 2025年第1期110-116,共7页
设计并搭建了自相似锁模超短脉冲光纤激光器和掺铒光纤放大器,在种子源部分,利用自制的碳纳米管可饱和吸收体结合色散管理的方式,控制腔内净色散为微正色散产生了自相似抛物线型锁模脉冲,并以此作为种子源进行后续的功率放大和光谱展宽... 设计并搭建了自相似锁模超短脉冲光纤激光器和掺铒光纤放大器,在种子源部分,利用自制的碳纳米管可饱和吸收体结合色散管理的方式,控制腔内净色散为微正色散产生了自相似抛物线型锁模脉冲,并以此作为种子源进行后续的功率放大和光谱展宽。光纤放大级采用的是双向泵浦的方式,通过高增益低色散的掺铒光纤将种子光充分增益后,得到输出功率39.51 mW、光谱宽度38.11 nm、放大增益20.65 dB的激光输出。最后,采用普通单模光纤对放大后的自相似锁模脉冲进行压缩,获得压缩后脉冲宽度283 fs的超短脉冲激光输出。 展开更多
关键词 光纤激光器 超短脉冲 自相似脉冲放大
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太赫兹量子级联激光器电子输运研究进展
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作者 刘诚旭 湛治强 +6 位作者 王雪敏 陈风伟 蒋涛 樊龙 彭丽萍 舒琳 吴卫东 《太赫兹科学与电子信息学报》 2025年第8期825-835,843,共12页
太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)是基于子带间电子跃迁的半导体器件,具有体积小、轻便、易集成、频率可调和能量转换效率高的特点,是目前研究的热点之一。目前THz QCL还没有出现满足需求的高性能器件,电子输运是突破这一瓶颈的重要途径... 太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)是基于子带间电子跃迁的半导体器件,具有体积小、轻便、易集成、频率可调和能量转换效率高的特点,是目前研究的热点之一。目前THz QCL还没有出现满足需求的高性能器件,电子输运是突破这一瓶颈的重要途径。本文针对THz QCL电子输运方面的研究进展进行了梳理,首先,讨论了各种散射对THz QCL性能的影响;其次,介绍了通过有源区优化设计提高QCL工作温度的方法;最后,对THz QCL电子输运方面的研究进行了展望。该结果对THz QCL性能提升以及应用具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 量子级联激光器(QCL) 太赫兹 电子散射 势垒高度
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