980nm OPS-VECSEL关键参数的理论分析 被引量：10

1

作者 程立文 梁雪梅 +4 位作者 秦莉 王祥鹏 盛阳 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期713-717,共5页

光抽运半导体垂直外腔面发射激光器(Optically Pumped Semiconductor Vertical External Cavity SurfaceEmission Laser)的输出特性受到诸多参数的影响,理论分析和模拟显得尤为重要。设计了一种以808 nm二极管激光耦合模块为光抽运光源,... 光抽运半导体垂直外腔面发射激光器(Optically Pumped Semiconductor Vertical External Cavity SurfaceEmission Laser)的输出特性受到诸多参数的影响,理论分析和模拟显得尤为重要。设计了一种以808 nm二极管激光耦合模块为光抽运光源,In0.159Ga0.841As/GaAs0.94P0.06为增益介质的980 nm光抽运垂直外腔面发射激光器,并借助于PICS3D软件计算了器件各种特性参数。分析了芯片半径、量子阱的周期数以及外腔镜反射率对器件性能的影响,特别是对阈值和光-光转换效率的影响。模拟结果表明,器件的半径影响光-光转换效率。量子阱个数和外腔镜反射率对器件的输出功率和光-光转换效率都有影响,所以要根据实际需要,设计、生长结构和进行实验。 展开更多

关键词 半导体激光器 垂直外腔面发射激光器 光抽运 量子阱 理论模拟

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高功率1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器

2

作者 张志军 陈贺 +8 位作者 张卓 刘志君 张建伟 杜子业 周寅利 张星 陈超 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1531-1538,共8页

针对目前激光医疗、食品药品检测等领域对橙黄色激光的应用需求,开展了高功率基频光1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)研究。提出激光谐振腔内大尺寸基模光斑外腔结构,使VECSEL腔内模式匹配较大泵浦光斑尺寸,实现了高功率激光... 针对目前激光医疗、食品药品检测等领域对橙黄色激光的应用需求,开展了高功率基频光1150 nm垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)研究。提出激光谐振腔内大尺寸基模光斑外腔结构,使VECSEL腔内模式匹配较大泵浦光斑尺寸,实现了高功率激光输出;提出增益峰-腔模失谐结构,增益峰与腔模温漂系数不同,高泵浦功率下具有良好的增益峰-腔模匹配,实现高泵浦功率工作下的激光波长稳定控制。制备的VECSEL器件在1150 nm激光波长的输出功率达到9.38 W,并获得良好的圆形对称的输出光斑形貌,光斑在正交方向上的发散角分别为7.3°和7.5°。 展开更多

关键词 半导体激光器 垂直外腔面发射半导体激光器 增益芯片 应变量子阱

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920nm光抽运垂直外腔面发射半导体激光器结构设计(英文) 被引量：11

3

作者 梁雪梅 吕金锴 +3 位作者 程立文 秦莉 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期79-85,共7页

设计并优化了一种用808nm的大功率激光二极管为抽运光源,In0.09Ga0.91As量子阱结构为增益介质的920nm光抽运半导体垂直外腔面发射激光器。运用有限元方法,对激光器的电特性方程和光特性方程求自洽解,计算了器件各种特性参量。分析了单... 设计并优化了一种用808nm的大功率激光二极管为抽运光源,In0.09Ga0.91As量子阱结构为增益介质的920nm光抽运半导体垂直外腔面发射激光器。运用有限元方法,对激光器的电特性方程和光特性方程求自洽解,计算了器件各种特性参量。分析了单个周期内不同阱的个数(1,2和3)、不同阱深、不同垒宽、不同非吸收层组分、不同非吸收层尺寸条件下,器件性能的改变,特别是模式、阈值和光-光转换效率的改变,从而选择一个最佳的结构。 展开更多

关键词 半导体激光器 结构设计 有限元 垂直外腔面发射激光器 光抽运

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新型光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器 被引量：8

4

作者 宋晏蓉 郭晓萍 +5 位作者 王勇刚 陈檬 李港 于未茗 胡江海 张志刚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1448-1450,共3页

用量子阱技术生长的半导体材料作激光增益介质,Al GaAs/GaAs对做布喇格反射镜,并以简单的平凹腔做谐振腔,半导体激光器作泵浦源,制作出了光泵垂直外腔面发射半导体激光器.在抽运功率1.5W时,得到了中心波长1005nm、最大输出功率40mW的激... 用量子阱技术生长的半导体材料作激光增益介质,Al GaAs/GaAs对做布喇格反射镜,并以简单的平凹腔做谐振腔,半导体激光器作泵浦源,制作出了光泵垂直外腔面发射半导体激光器.在抽运功率1.5W时,得到了中心波长1005nm、最大输出功率40mW的激光,光-光转换效率2.7%. 展开更多

关键词 面发射半导体激光器 光泵浦 量子阱 增益芯片

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半导体可饱和吸收镜实现超短高功率脉冲激光研究进展 被引量：8

5

作者 舒强 舒永春 +4 位作者 刘如彬 陈琳 姚江宏 许京军 王占国 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期197-199,210,共4页

介绍了半导体可饱和吸收镜(SESAM)的基本结构及使用半导体可饱和吸收镜被动锁模固态激光器的基本原理。综述了利用半导体可饱和吸收镜被动锁模薄片式固态激光器及光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器,获得高平均输出功率超短脉冲的最新进... 介绍了半导体可饱和吸收镜(SESAM)的基本结构及使用半导体可饱和吸收镜被动锁模固态激光器的基本原理。综述了利用半导体可饱和吸收镜被动锁模薄片式固态激光器及光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器,获得高平均输出功率超短脉冲的最新进展,并指出量子点半导体可饱和吸收镜的使用将加速超短高功率脉冲的发展。 展开更多

关键词 激光技术 半导体可饱和吸收镜 被动锁模 薄片式固态激光器 光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器

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光抽运垂直外腔面发射激光器特性与研究进展 被引量：4

6

作者 张冠杰 舒永春 +5 位作者 刘如彬 舒强 林耀望 姚江宏 王占国 许京军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期351-354,共4页

介绍了光抽运半导体垂直外腔面发射激光器的结构特点、设计原理及其性能优势,综合评述该领域的最新研究进展,并探讨该类型激光器的发展前景和技术发展方向。

关键词 光电子学 垂直外腔面发射激光器 光抽运 分布布喇格反射镜 超短脉冲

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介质膜集成衬底垂直外腔面发射激光器 被引量：2

7

作者 李秀山 宁永强 +6 位作者 崔锦江 张星 贾鹏 秦莉 张金龙 刘云 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期572-576,共5页

垂直外腔面发射激光器(VECSEL)可以实现大功率的高光束质量输出。针对外腔制作工艺复杂、腔体结构松散的缺点,研制了一种介质膜集成衬底表面外腔底面发射激光器。将衬底表面生长的多层介质绝缘薄膜与N-DBR、P-DBR共同构成复合腔结构,衬... 垂直外腔面发射激光器(VECSEL)可以实现大功率的高光束质量输出。针对外腔制作工艺复杂、腔体结构松散的缺点,研制了一种介质膜集成衬底表面外腔底面发射激光器。将衬底表面生长的多层介质绝缘薄膜与N-DBR、P-DBR共同构成复合腔结构,衬底充当外腔。该结构能够抑制高阶模式,进而优化输出光谱及远场发散角等光束特性。在已有的理论指导下,制作了有源区直径为200μm、外腔腔长250μm的VECSEL。室温下,向器件连续直流注入3.4 A,测试得到输出功率为260 m W,远场发散角的半角宽度为3.8°,光谱半高全宽为0.046 nm。与常规结构底面发射VCSEL进行比较,发现VECSEL器件的光束质量得到了明显改善,实验结果与理论仿真结果有较好的一致性。 展开更多

关键词 垂直外腔面发射激光器 复合腔 光谱 远场发散角

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产生超短脉冲的光泵浦垂直外腔面发射激光器的研究进展 被引量：2

8

作者 刘如彬 舒永春 +4 位作者 张冠杰 舒强 林耀望 姚江宏 王占国 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期9-10,共2页

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)在产生超短脉冲方面显示了优越的特性,在脉冲宽度、平均输出功率和脉冲重复频率等方面都得到了与传统超短脉冲激光器可比的结果,显示出巨大的发展潜力。本文综合分析了用于产生超短脉冲的O... 光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)在产生超短脉冲方面显示了优越的特性,在脉冲宽度、平均输出功率和脉冲重复频率等方面都得到了与传统超短脉冲激光器可比的结果,显示出巨大的发展潜力。本文综合分析了用于产生超短脉冲的OPS-VECSEL的基本原理和最新研究进展,并探讨了该领域的发展方向和应用前景。 展开更多

关键词 光泵浦 垂直外腔面发射邀光器 超短脉冲

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光泵浦垂直外腔面发射激光器特性及研究进展 被引量：3

9

作者 华玲玲 杨阳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期64-69,共6页

介绍了光泵浦垂直外腔面发射激光器的结构、增益芯片工作原理及性能优势,综合评述该领域的最新研究进展,包括高功率、腔内倍频、可调谐运转、被动锁模等技术的最新进展,并探讨该类型激光器的发展前景和技术发展方向。

关键词 光电子学 光泵浦垂直外腔面发射激光器 高功率 腔内倍频 可调谐运转 被动锁模

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几种新体制半导体激光器及相关产业的现状、挑战和思考 被引量：1

10

作者 韦欣 李明 +2 位作者 李健 汪超 李川川 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期21-28,共8页

半导体激光器产业体量大、辐射和带动能力强,作为激光器工业的基础,被广泛应用在光通信、光信息处理、新型加工、激光显示、生物和医学传感等工业、军事和消费生活领域。为了适应逐渐扩大的应用范围,满足不同应用场景所提出的新要求,半... 半导体激光器产业体量大、辐射和带动能力强,作为激光器工业的基础,被广泛应用在光通信、光信息处理、新型加工、激光显示、生物和医学传感等工业、军事和消费生活领域。为了适应逐渐扩大的应用范围,满足不同应用场景所提出的新要求,半导体激光器领域近年来通过学科交叉渗透不断地引入了各种新机制、新概念以及新结构,大大优化了其波长覆盖范围、光束质量、器件体积和功耗、调制速度以及输出功率。本文通过对比几种新型激光器的物理内涵、结构设计及制备手段,介绍了几种应用前景广泛且发展势头强劲的半导体激光器。结合我国相关产业的发展现状指出,半导体激光器产业的发展仍然应与应用紧密结合,通过市场和强大的系统开发能力闭环优化器件性能,提升核心技术,通过交叉学科融通不断引入新概念、新结构和新工艺。同时,结合国内政策导向优势,在垂直外腔面发射激光器、微纳结构激光器以及拓扑绝缘体激光器等几个发展势头强劲的新型激光技术中加大投入,进行批量生产和可控制备研发,力争在国际相关领域的竞争中抢占战术制高点。 展开更多

关键词 半导体激光器 光泵浦垂直外腔面发射激光器 纳米激光器 拓扑绝缘体激光器

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外部光反馈对980nm垂直腔面发射激光器振荡特性的影响

11

作者 张星 宁永强 +9 位作者 孙艳芳 崔锦江 张岩 刘光裕 李再金 秦莉 刘云 王立军 崔大复 许祖彦 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期432-435,共4页

研究了外部光反馈对980nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)振荡特性的影响.计算了垂直腔面发射激光器及边发射半导体激光器的光反馈灵敏因子.基于复合腔理论,分析了外部光反馈对垂直腔面发射激光器的阈值电流及微分量子效率等振荡特性参数的影... 研究了外部光反馈对980nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)振荡特性的影响.计算了垂直腔面发射激光器及边发射半导体激光器的光反馈灵敏因子.基于复合腔理论,分析了外部光反馈对垂直腔面发射激光器的阈值电流及微分量子效率等振荡特性参数的影响.实验结果表明,当反馈率为10%时,垂直腔面发射激光器的阈值电流由0.63A下降至0.59A,同时斜率效率和输出功率也有所下降.实验结果和理论分析符合得较好. 展开更多

关键词 垂直腔面发射激光器 外部光反馈 振荡特性 阈值电流

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增益腔模大失配型垂直外腔面发射激光器侧向激射抑制 被引量：1

12

作者 宫玉祥 张卓 +8 位作者 张建伟 张星 周寅利 刘天娇 徐玥辉 吴昊 陈超 宁永强 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期314-320,共7页

垂直外腔面发射激光器(Vertical external cavity surface emitting laser,VECSEL)的侧向激射是制约其高性能工作的关键。我们设计了室温下量子阱增益峰与表面腔模大失配(30 nm)的增益芯片结构,并证实该结构可以有效抑制泵浦功率增加时V... 垂直外腔面发射激光器(Vertical external cavity surface emitting laser,VECSEL)的侧向激射是制约其高性能工作的关键。我们设计了室温下量子阱增益峰与表面腔模大失配(30 nm)的增益芯片结构,并证实该结构可以有效抑制泵浦功率增加时VECSEL的侧向激射增强问题。增益芯片基底温度为20℃时,VECSEL正向激射波长位于980 nm,侧向激射波长位于950 nm,当泵浦功率逐步增加时,侧向激射强度随着正向激射的出现而迅速降低。这是因为激光正向激射时量子阱的受激辐射能级与正向激射激光模式匹配,正向激射的激光模式可以获取更高的模式增益,在与侧向模式的竞争中处于优势地位。当基底温度控制在0℃与10℃时,量子阱本征增益峰值与表面腔模失配度增大,此时VECSEL仍然表现出稳定的侧向激射抑制效果。 展开更多

关键词 垂直外腔面发射激光器 侧向激射 增益失谐 模式竞争

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量子阱调制双波长光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器

13

作者 李志伟 张卓 +5 位作者 张建伟 张星 周寅利 曾玉刚 宁永强 王立军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期951-957,共7页

报道了一种采用单个增益芯片实现双波长输出的光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)。VECSEL所用的增益芯片发光区由两组不同发光波长的量子阱组成,其中一组发光波长较短的量子阱采用吸收区泵浦的方式,另一组发光波长较长的量子阱... 报道了一种采用单个增益芯片实现双波长输出的光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器(VECSEL)。VECSEL所用的增益芯片发光区由两组不同发光波长的量子阱组成,其中一组发光波长较短的量子阱采用吸收区泵浦的方式,另一组发光波长较长的量子阱采用阱内泵浦方式。在VECSEL工作时,吸收区泵浦的短波长量子阱率先激射,由于发光波长较长的量子阱对短波长量子阱的强度调制效应,此时可以观察到两种波长的光谱峰值强度随时间周期性振荡,采用高灵敏探测器观察到VECSEL此时的输出激光呈现出脉冲输出形式。随着泵浦功率进一步增加,VECSEL的输出激光呈现稳定的双波长输出,激光波长峰位分别位于967.5 nm和969.8 nm。VECSEL双波长稳定输出时的最大激光功率可以达到560 mW,光斑在正交方向呈现对称高斯形貌,正交方向发散角分别为6.68°和6.87°。 展开更多

关键词 半导体激光器 双波长工作 垂直外腔面发射半导体激光器 强度调制

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垂直外腔面发射半导体激光器的双波长调控研究

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作者 李雪 张继业 +9 位作者 张建伟 张星 张卓 曾玉刚 张俊 周寅利 朱洪波 宁永强 秦莉 王立军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期14-20,共7页

报道了一种结构紧凑的垂直外腔面发射激光器(Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Laser,VECSEL)及其双波长调控。通过调控泵浦光功率,实现了VECSEL输出的两个激光波长之间的相互转换,双波长的间隔接近50 nm。VECSEL的输出功率... 报道了一种结构紧凑的垂直外腔面发射激光器(Vertical-External-Cavity Surface-Emitting Laser,VECSEL)及其双波长调控。通过调控泵浦光功率,实现了VECSEL输出的两个激光波长之间的相互转换,双波长的间隔接近50 nm。VECSEL的输出功率曲线呈现明显的两次翻转,翻转点对应了激射波长的转换。这是由于泵浦功率变化改变了增益芯片内部的温度,进而通过热调谐使得发光区增益峰值被调谐到腔模的不同位置。在0℃时,每个激射波长的最大输出功率都在1.5 W以上。随着泵浦功率的改变,激射波长可以在950 nm和1000 nm之间切换,同时还可以在1.5 W以上的功率水平下实现双波长同时激射。这种可切换波长及双波长同时激射的VECSEL器件在光调制、差频等领域有较大应用潜力。 展开更多

关键词 垂直外腔面发射半导体激光器 波长调控 双波长

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