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激光无线能量传输技术研究进展
1
作者 郭林辉 钟李鑫 +7 位作者 蓝建宇 李涛 蒋全伟 谢鹏飞 谭昊 孙堂友 高松信 唐淳 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期4-15,共12页
激光无线能量传输技术具有高功率、远距离、非接触式、能信同传等优点,有望成为一种革新性的能源传递方式,在消费电子产品、无人机、航天等领域展现巨大的应用潜力。分析了激光无线能量传输系统的核心模块以及在地面、航天、水下等领域... 激光无线能量传输技术具有高功率、远距离、非接触式、能信同传等优点,有望成为一种革新性的能源传递方式,在消费电子产品、无人机、航天等领域展现巨大的应用潜力。分析了激光无线能量传输系统的核心模块以及在地面、航天、水下等领域的国内外发展现状,总结了其面临的技术挑战。最后,讨论了激光无线能量传输系统的未来发展趋势。 展开更多
关键词 激光器 无线能量传输 能量补给 激光电池
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大功率偏振不敏感O波段SOA芯片的制备
2
作者 杜圆圆 林中晞 +1 位作者 吴林福生 苏辉 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第10期139-146,共8页
为应对O波段半导体光放大器(SOA)实现偏振不敏感特性与高增益性能协同优化的挑战,开发了一种基于应变补偿量子阱与渐变脊宽波导结构的新型芯片。张应变量子阱虽可通过价带重构补偿模式增益差异,但会削弱TE主导增益路径,导致整体性能受... 为应对O波段半导体光放大器(SOA)实现偏振不敏感特性与高增益性能协同优化的挑战,开发了一种基于应变补偿量子阱与渐变脊宽波导结构的新型芯片。张应变量子阱虽可通过价带重构补偿模式增益差异,但会削弱TE主导增益路径,导致整体性能受限。为此,文中器件采用五阱四垒InGaAsP/InGaAsP应变补偿量子阱结构,将1310 nm处偏振相关增益(PDG)抑制至1 dB以下;在保证输入/输出光斑椭圆度≥80%的情况下,设计锥形渐变脊宽波导延缓增益饱和效应,使输出功率达22.86 dBm。文中研究通过能带-波导协同设计攻克了SOA偏振敏感性与功率输出的兼容性难题,显著提升了链路光功率余量,延长了传输距离,满足了弱光改造、基站拉远等应用场景的需要。 展开更多
关键词 O波段半导体光放大器 偏振不敏感 大功率 张应变量子阱 渐变式宽波导
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大功率激光直写设备光学系统分析与散热设计
3
作者 胡兴涛 田磊磊 +5 位作者 童宝宏 苗思忠 周硕 李凡 陈堃 王儒 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期102-110,共9页
本文针对一款大功率激光直写设备光学系统,采用了数值模拟与试验相结合的方法,并设计了一款镜筒的散热结构。利用有限元分析软件对光学系统结构进行了热分析与应力应变分析,分析结果显示:光学系统激光功率为100 W,SUS304和AL6061材质的... 本文针对一款大功率激光直写设备光学系统,采用了数值模拟与试验相结合的方法,并设计了一款镜筒的散热结构。利用有限元分析软件对光学系统结构进行了热分析与应力应变分析,分析结果显示:光学系统激光功率为100 W,SUS304和AL6061材质的镜筒表面温度最高位置都集中在棱镜盒附近区域,最高温度达59.016℃,整体温度均匀性和散热性能较差;AL6061材质光学镜筒棱镜盒附近区域存在较大的应力,结构性能较差。总结光学系统散热设计的一般原则,采用被动和主动相结合的散热设计,并进行了试验验证,试验结果表明:在散热系统正常工作时,系统整体温差为0.99℃,达到了温度均匀性指标要求;DMD标定误差小于15μm且中心位置多向同一方向漂移,满足误差小于20μm的技术指标要求,有利于系统曝光时图像拼接,验证了散热设计的有效性。 展开更多
关键词 大功率激光直写设备 光学系统 热分析 应力应变分析 散热设计 试验验证
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1.3μm高速双结级联量子点垂直腔面发射激光器设计
4
作者 薛宇波 贾伟 +3 位作者 贾志刚 马淑芳 尚林 董海亮 《光学学报(网络版)》 2025年第16期36-44,共9页
利用PICS 3D仿真软件设计了1.3μm高速双结级联量子点(QD)有源区垂直腔面发射激光器(VCSEL),研究了隧道结级联量子点有源区对VCSEL高速性能的影响。隧道结级联结构有效地提高了QD VCSEL的输出功率,增大了小信号调制带宽。在连续波条件下... 利用PICS 3D仿真软件设计了1.3μm高速双结级联量子点(QD)有源区垂直腔面发射激光器(VCSEL),研究了隧道结级联量子点有源区对VCSEL高速性能的影响。隧道结级联结构有效地提高了QD VCSEL的输出功率,增大了小信号调制带宽。在连续波条件下,相较于单结QD VCSEL,双结级联QD VCSEL降低了阈值载流子密度,提高了量子阱微分增益。结果表明,有源区为双结结构时,激光器的调制带宽增大,阈值电流减小,输出功率和斜率效率呈指数式增长。对于氧化物孔径为12μm的双结级联QD VCSEL,在10 mA电流下,双结级联QD VCSEL在25°C和85°C的小信号调制带宽分别为28.0 GHz和17.8 GHz,相较于单结QD VCSEL小信号调制带宽分别提高了16.67%和22.76%。当注入电流为10 mA时,双结级联QD VCSEL在室温下的输出功率达到17.3 mW。进一步减少双结级联QD VCSEL的顶部DBR对数后,在25°C和85°C下小信号调制带宽分别提高至29.6 GHz和18.0 GHz。高速双结级联1.3μm QD VCSEL外延结构设计为外延材料的制备提供了数据支撑和理论指导。 展开更多
关键词 隧道结 高速 小信号调制带宽 量子点
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半导体光电技术在电子信息传输中的应用 被引量：2
5
作者 郎方 《电子工业专用设备》 2025年第2期42-46,共5页
通过对分布反馈激光器、垂直腔面发射激光器等光电器件的应用研究发现,在长距离传输方面,配合波分复用技术可实现总传输容量达到几十Tbps;在数据中心短距离传输中,多通道并行传输技术可实现400 Gbps的传输速率。实验数据表明,采用氮化... 通过对分布反馈激光器、垂直腔面发射激光器等光电器件的应用研究发现,在长距离传输方面,配合波分复用技术可实现总传输容量达到几十Tbps;在数据中心短距离传输中,多通道并行传输技术可实现400 Gbps的传输速率。实验数据表明,采用氮化镓等第三代半导体材料的射频器件能使5G基站信号覆盖范围扩大30%~50%,传输速率提升2~3倍。研究证实,半导体光电技术在提升传输速率、扩大覆盖范围、增强抗干扰能力等方面具有显著优势。 展开更多
关键词 半导体光电技术 光通信 光电集成 射频通信 信息传输
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基于直接调制和外调制的高速半导体激光光源 被引量：11
6
作者 罗毅 徐建明 +3 位作者 黄缙 孙长征 熊兵 蔡鹏飞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期200-204,共5页
直接调制和外调制的半导体激光光源在现代光纤通信系统中有着重要的应用。首先介绍了应用于10 Gb/s接入网系统的直接调制AlGaInAs多量子阱DFB激光器。由于AlGaInAs量子阱的导带不连续性较大,因此基于该材料的半导体激光器具有良好的温... 直接调制和外调制的半导体激光光源在现代光纤通信系统中有着重要的应用。首先介绍了应用于10 Gb/s接入网系统的直接调制AlGaInAs多量子阱DFB激光器。由于AlGaInAs量子阱的导带不连续性较大,因此基于该材料的半导体激光器具有良好的温度特性,其特征温度达到了88 K。同时,该直接调制激光器的3 dB小信号调制响应带宽超过15 GHz。随后介绍面向40 Gb/s干线传输系统的高速DFB激光器/EA调制器集成光源。该集成光源采用同一外延层集成方案,并采用Al2O3高速微波热沉进行了管芯级封装,在3 V反向偏压下获得大于13 dB的静态消光比,3 dB小信号调制带宽超过40 GHz。 展开更多
关键词 直接调制 外调制 DFB激光器 EA调制器 同一外延层结构 单片集成
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GaN基发光二极管的可靠性研究进展 被引量：10
7
作者 艾伟伟 郭霞 +3 位作者 刘斌 宋颖娉 刘莹 沈光地 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期161-165,共5页
高效高亮度GaN基发光二极管(LED)在图像显示、信号指示、照明以及基础研究等方面有着极为广阔的应用前景,器件的可靠性是实现其广泛应用的保证。本文从封装材料退化、金属的电迁移、p型欧姆接触退化、深能级与非辐射复合中心增加等方面... 高效高亮度GaN基发光二极管(LED)在图像显示、信号指示、照明以及基础研究等方面有着极为广阔的应用前景,器件的可靠性是实现其广泛应用的保证。本文从封装材料退化、金属的电迁移、p型欧姆接触退化、深能级与非辐射复合中心增加等方面介绍了GaN基LED的退化机理以及提高器件可靠性的措施,并对GaN基LED的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 氮化镓 发光二极管 退化机理 可靠性
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单节锂离子电池保护电路的改进 被引量：8
8
作者 邹雪城 李育超 +1 位作者 姜娟 郭振宗 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期54-57,共4页
提出了一种低成本的单节锂电池保护回路系统,采用0.6μm混合信号CMOS工艺和修调技术使芯片具有低功耗、高精度检测电压等特点.通过基准电路和取样电路设计的改进,使保护电路实现了多种保护功能,并且具有很高的检测电压精度.模拟结果表明... 提出了一种低成本的单节锂电池保护回路系统,采用0.6μm混合信号CMOS工艺和修调技术使芯片具有低功耗、高精度检测电压等特点.通过基准电路和取样电路设计的改进,使保护电路实现了多种保护功能,并且具有很高的检测电压精度.模拟结果表明,该电路在温度为25℃时过充电保护电压的检测精度达到了±25 mV,耗电流仅为3.5μA,满足高精度检测电压的要求. 展开更多
关键词 锂离子电池 高精度 修调技术 基准电路 采样电路
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激光二极管正向电特性的精确检测 被引量：6
9
作者 丛红侠 冯列峰 +4 位作者 王军 朱传云 王存达 谢雪松 吕长志 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期105-109,共5页
采用正向交流特性结合I-V特性的方法,检测了激光二极管的串联电阻、理想因子、结电压和结电容与外加电压或电流的关系.首次发现,激光二极管的结电压、串联电阻、理想因子和结电容在阈值附近同时出现了明显的阶跃,之后结电压呈现饱和.此... 采用正向交流特性结合I-V特性的方法,检测了激光二极管的串联电阻、理想因子、结电压和结电容与外加电压或电流的关系.首次发现,激光二极管的结电压、串联电阻、理想因子和结电容在阈值附近同时出现了明显的阶跃,之后结电压呈现饱和.此外还观察到,在较低的测试频率和较大的正向电压下,激光二极管的结电容具有负值. 展开更多
关键词 正向交流特性 激光二极管 激光阈值 阶跃 结电压饱和 负电容
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用于光通信系统的可调谐半导体激光器 被引量：9
10
作者 高劭宏 黄德修 +2 位作者 高彦锟 杨新民 刘德明 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-4,9,共5页
光通信的发展需要宽带可调谐的光源。文章概述了用于光通信系统中的可调谐半导体激光器的研究进展。
关键词 可调谐半导体激光器 光通信 分布反馈 分布布拉格反射器
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900nm三叠层隧道级联激光器的结构优化研究 被引量：5
11
作者 林琳 陈宏泰 +2 位作者 安志民 车相辉 王晶 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2010年第7期397-400,共4页
采用金属有机化合物气相淀积方法生长了900nm的三叠层隧道级联激光器。针对隧道级联激光器存在工作电压高、材料各层的光场耦合等问题,分别采用δ掺杂、扩展波导等技术对激光器结构进行了优化,并通过模拟计算对隧道结耗尽区宽度进行了... 采用金属有机化合物气相淀积方法生长了900nm的三叠层隧道级联激光器。针对隧道级联激光器存在工作电压高、材料各层的光场耦合等问题,分别采用δ掺杂、扩展波导等技术对激光器结构进行了优化,并通过模拟计算对隧道结耗尽区宽度进行了优化。通过优化隧道结δ掺杂的生长条件,得到n+GaAs的掺杂浓度大于1×1019/cm3,使工作电压下降1V;通过采用扩展波导,使垂直发散角由常规结构的35°减小到20°。将900nm的三叠层隧道级联激光器制作成条宽300μm、腔长800μm的条形激光器,采用同轴封装形式,在20A的脉冲工作电流下,输出功率达到55W,斜率效率达到2.9W/A,以上指标是普通激光器的3倍。 展开更多
关键词 三叠层 隧道结 半导体激光器 扩展波导 金属有机化合物气相淀积 结构优化 Δ掺杂
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976nm高效率半导体激光器 被引量：5
12
作者 安振峰 林琳 +4 位作者 徐会武 陈宏泰 车相辉 王晶 位永平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期345-347,共3页
976 nm高效率半导体激光器是这几年研究的热点,在固体激光器泵浦领域有广阔的应用。通过优化半导体激光器材料外延结构中包覆层和波导层的铝组分,降低了工作电压;通过采用微通道水冷系统,并进行优化降低了热阻,从而提高了室温下的电光... 976 nm高效率半导体激光器是这几年研究的热点,在固体激光器泵浦领域有广阔的应用。通过优化半导体激光器材料外延结构中包覆层和波导层的铝组分,降低了工作电压;通过采用微通道水冷系统,并进行优化降低了热阻,从而提高了室温下的电光转换效率。25℃室温连续测试条件下,1 cm的线阵列(巴条),2 mm腔长,50%填充因子,在110 A下,出光功率为114.2 W,电压为1.46 V,电光转换效率为71%。15条微通道封装成的垂直叠阵,进行光束整形后,获得了室温976 nm连续输出功率1 500 W,电光转换效率大于70%。 展开更多
关键词 高效率 半导体激光器 976nm 金属有机化合物化学气相淀积(MOCVD) 线阵列
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半导体激光器结温测试研究 被引量：6
13
作者 罗丹 郭伟玲 +2 位作者 徐晨 舒雄文 沈光地 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期183-186,190,共5页
提出了一种测试结温的简便易行的新方法,用此方法能够较准确地测量出激光器在直流工作时的结温。通过改变环境温度得到激光器正向电压的温度系数dVf/dT,再改变电流应力测得正向电压随电流的变化率dVf/dI。其中,由理论计算得到dVf/dT推... 提出了一种测试结温的简便易行的新方法,用此方法能够较准确地测量出激光器在直流工作时的结温。通过改变环境温度得到激光器正向电压的温度系数dVf/dT,再改变电流应力测得正向电压随电流的变化率dVf/dI。其中,由理论计算得到dVf/dT推出的温度随电流的变化率ΔT/ΔI为31.9℃/A,由实验得到dVf/dT推出的ΔT/ΔI为37.2℃/A。把这两者和常规的波长漂移法得到的结果ΔT/ΔI≈29.7℃/A进行比较,结果基本一致,从而证明了新方法的可行性。 展开更多
关键词 半导体激光器 结温 测试 温度系数
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微通道板动态特性的数值模拟 被引量：4
14
作者 蔡厚智 刘进元 +2 位作者 牛丽红 廖华 周军兰 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第6期895-899,共5页
对皮秒高压脉冲驱动下微通道板中电子的渡越时间特性和增益特性进行了数值模拟,在电压脉冲波形分别为高斯形、三角形和梯形时,得到了电子渡越时间与电压脉冲宽度、幅度的关系曲线。在考虑入射电子为一高斯电子脉冲的情况下,获得了增益... 对皮秒高压脉冲驱动下微通道板中电子的渡越时间特性和增益特性进行了数值模拟,在电压脉冲波形分别为高斯形、三角形和梯形时,得到了电子渡越时间与电压脉冲宽度、幅度的关系曲线。在考虑入射电子为一高斯电子脉冲的情况下,获得了增益曲线的半峰全宽和峰值随脉冲电压幅度、宽度的变化规律。分析结果表明:当微通道板两端所加电压为梯形波时,微通道板中电子的渡越时间特性和增益特性较加三角波和高斯波要好。 展开更多
关键词 微通道板 渡越时间 曝光时间 分幅相机
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Mg掺杂AlInP限制层窗口结构高功率(3.7W)660nm AlGaInP宽面半导体激光器 被引量：4
15
作者 马德营 李佩旭 +5 位作者 夏伟 李树强 汤庆敏 张新 任忠祥 徐现刚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期597-601,共5页
本文采用低压金属有机化学气相沉积系统(LP-MOCVD)生长出Mg掺杂压应变分别限制多量子阱结构的AlGaInP/GaInP 660 nm LD外延材料,制作出腔长1000μm、条宽150μm的宽面半导体激光器。采用选择性Zn扩散在管芯两端面区制作出透明窗口结构... 本文采用低压金属有机化学气相沉积系统(LP-MOCVD)生长出Mg掺杂压应变分别限制多量子阱结构的AlGaInP/GaInP 660 nm LD外延材料,制作出腔长1000μm、条宽150μm的宽面半导体激光器。采用选择性Zn扩散在管芯两端面区制作出透明窗口结构来提高器件的腔面光灾变阈值(COD)。透明窗口结构激光器最大连续输出功率为3.7 W,是正常结构的激光器COD饱和功率的4.4倍。激光器的特征温度T0为68 K,热阻为4.6 K/W。在热沉温度为20℃时进行了500 mW恒功率老化,老化时间为1000 h。 展开更多
关键词 窗口结构 ZN扩散 热阻 ALGAINP 半导体激光器
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国外军用大功率半导体激光器的发展现状 被引量：22
16
作者 李明月 何君 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期321-327,共7页
由于半导体激光器具有体积小、结构简单、质量轻、转换效率高、可靠性好、寿命长、易于调制及与其他半导体器件易于集成等特点,可应用于军事、工业、医疗、通信等领域,尤其是在激光制导跟踪、激光雷达、激光引信、激光测距、激光通信、... 由于半导体激光器具有体积小、结构简单、质量轻、转换效率高、可靠性好、寿命长、易于调制及与其他半导体器件易于集成等特点,可应用于军事、工业、医疗、通信等领域,尤其是在激光制导跟踪、激光雷达、激光引信、激光测距、激光通信、激光模拟武器、激光瞄准告警和光纤陀螺等军事领域得到广泛应用。概述了近年来美国和欧洲等国家在半导体激光器方面的主要研制计划及其所取得的成果,重点介绍了Ga As基和In P基近红外大功率半导体激光器、中远红外及太赫兹量子级联半导体激光器等的发展现状和最新研制成果。随着新型半导体材料、激光器结构和热管理等技术的发展,展望了未来半导体激光器技术的发展趋势。 展开更多
关键词 半导体激光器 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 大功率 量子级联激光器(QCL) 太赫兹
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基于半导体光放大器的可扩展型光开关矩阵 被引量：3
17
作者 缪庆元 胡振华 +2 位作者 王涛 黄德修 刘德明 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期288-292,共5页
未来的高速和高度灵活的光分组交换网络要求开关速度达到纳秒量级且集成度高的大规模空间光开关矩阵。在分析了基于半导体光放大器的常用结构形式的光开关矩阵存在规模局限性的基础上 ,综述了新型的可实现大规模集成的基于半导体光放大... 未来的高速和高度灵活的光分组交换网络要求开关速度达到纳秒量级且集成度高的大规模空间光开关矩阵。在分析了基于半导体光放大器的常用结构形式的光开关矩阵存在规模局限性的基础上 ,综述了新型的可实现大规模集成的基于半导体光放大器的光开关矩阵的基本原理和研究现状。 展开更多
关键词 大规模光开关矩阵 半导体光放大器 插入损耗 串扰 载流子注入 折射率变化
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大功率半导体激光器恒温系统 被引量：6
18
作者 张洪武 张亮 +1 位作者 李坤 张云鹏 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期642-644,共3页
采用半导体制冷和风冷混合制冷的方式对大功率半导体激光器进行恒温工作控制.通过实验研究半导体激光器的工作温度保持在45℃以内,控温精度在±0.1℃的状态下稳定工作,半导体激光器输出功率达到15.28 W.
关键词 大功率半导体激光阵列 温度 散热
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半导体激光器辐射损伤对空间光通信误码率的影响 被引量：3
19
作者 周彦平 常国龙 +3 位作者 马晶 吕晓芳 赵丙南 汪黎黎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期497-500,共4页
为了提高空间光通信系统的抗辐射性能,研究了半导体激光器的辐射损伤效应对空间光通信系统误码率的影响。在此基础上,进一步推导了半导体激光器辐射损伤对空间光通信系统误码率的影响模型。通过仿真研究,其结果表明:辐射对半导体激光器... 为了提高空间光通信系统的抗辐射性能,研究了半导体激光器的辐射损伤效应对空间光通信系统误码率的影响。在此基础上,进一步推导了半导体激光器辐射损伤对空间光通信系统误码率的影响模型。通过仿真研究,其结果表明:辐射对半导体激光器的输出光功率线性下降。误码率在1000Gy之前可以忽略影响,辐射至3000Gy之后对误码率的影响迅速上升。适当调整误码率是提高系统抗辐射特性的有效措施,该理论结果为空间光通讯应用提供参考。 展开更多
关键词 误码率 空间光通信 半导体激光器 输出光功率 辐射损伤
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白光LED通信系统的噪声与干扰分析 被引量：7
20
作者 赵惠珊 陈长缨 +4 位作者 陈曦 傅倩 洪岳 骆宏图 莫晨晓 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2011年第1期60-62,共3页
阐述了背景可见光在噪声受限与干扰受限的白光LED通信系统中的影响。利用带通滤波器和光学设计以及噪声匹配等方法提高了作为噪声受限系统的接收机性能;采取带阻滤波器、副载波调制、增设滤波电容等措施,很好地抑制了干扰源对干扰受限... 阐述了背景可见光在噪声受限与干扰受限的白光LED通信系统中的影响。利用带通滤波器和光学设计以及噪声匹配等方法提高了作为噪声受限系统的接收机性能;采取带阻滤波器、副载波调制、增设滤波电容等措施,很好地抑制了干扰源对干扰受限系统的影响;提出了基于噪声与干扰双受限的白光LED通信接收机设计方案,根据该方案设计的白光LED通信系统已投入使用。 展开更多
关键词 白光LED通信 噪声受限系统 干扰受限系统
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