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基于束腰劈裂偏振合束高亮度窄线宽半导体激光器
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作者 赵宇飞 佟存柱 魏志鹏 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期500-505,共6页
将一个808 nm宽发射区半导体激光器应用于纵模选择束腰劈裂偏振合束外腔中,实现了高光束质量、高亮度和窄线宽的激光输出。所获激光输出功率为5.08 W,快慢轴光束质量M2=1.85×18.2,慢轴光束质量较自由运转激光器提高48%,输出激光亮... 将一个808 nm宽发射区半导体激光器应用于纵模选择束腰劈裂偏振合束外腔中,实现了高光束质量、高亮度和窄线宽的激光输出。所获激光输出功率为5.08 W,快慢轴光束质量M2=1.85×18.2,慢轴光束质量较自由运转激光器提高48%,输出激光亮度B=22.74 MW·cm^(-2)·sr^(-1),是原激光器自由运转的1.3倍。所获激光光谱线宽为0.47 nm,压缩至原激光器自由运转的光谱宽度的0.14。 展开更多
关键词 半导体激光器 合束 外腔
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980nm锥形半导体激光器刻蚀工艺 被引量:1
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作者 乔闯 苏瑞巩 +5 位作者 房丹 唐吉龙 方铉 王登魁 张宝顺 魏志鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期13-19,共7页
为了解决半导体激光器传统刻蚀工艺中侧壁陡直度差和器件难以重复制作的问题,利用湿法腐蚀与干法刻蚀相结合的刻蚀手段,对980nm锥形半导体激光器刻蚀工艺进行优化.通过对台面粗糙度与刻蚀速度的研究,确定湿法腐蚀液和浓度配比的差异.并... 为了解决半导体激光器传统刻蚀工艺中侧壁陡直度差和器件难以重复制作的问题,利用湿法腐蚀与干法刻蚀相结合的刻蚀手段,对980nm锥形半导体激光器刻蚀工艺进行优化.通过对台面粗糙度与刻蚀速度的研究,确定湿法腐蚀液和浓度配比的差异.并分析电感耦合等离子刻蚀对脊波导与腔破坏凹槽表面形貌的影响.研究结果表明,选择配比为NH_3·H_2O∶H_2O_2∶H_2O=1∶1∶50的腐蚀液进行湿法腐蚀,刻蚀速率约为7nm/s,速率容易控制.且样品表面具有较好的粗糙度和均匀性,利用电感耦合等离子刻蚀得到的脊波导与腔破坏凹槽侧壁陡直度良好,没有出现横向钻蚀的情况. 展开更多
关键词 锥形半导体激光器 陡直度 刻蚀工艺 脊波导 腔破坏凹槽
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1310 nm高功率超辐射发光二极管的制备及性能研究 被引量:6
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作者 王拓 陈红梅 +7 位作者 贾慧民 姚中辉 房丹 蒋成 张子旸 李科学 唐吉龙 魏志鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期179-187,共9页
为优化1310 nm超辐射发光二极管输出性能,提高器件输出功率,针对J型波导结构的1310 nm超辐射发光二极管的波导结构参数及器件散热能力进行研究。结果表明波导刻蚀深度、弯曲角度和绝缘层厚度是影响器件实现高功率输出的重要因素。基于... 为优化1310 nm超辐射发光二极管输出性能,提高器件输出功率,针对J型波导结构的1310 nm超辐射发光二极管的波导结构参数及器件散热能力进行研究。结果表明波导刻蚀深度、弯曲角度和绝缘层厚度是影响器件实现高功率输出的重要因素。基于研究结果对超辐射发光二极管器件结构及工艺进行优化,制备出脊宽5μm、弯曲角度8°、刻蚀深度1.7μm、绝缘层厚300 nm的J型超辐射发光二极管。该器件在室温及500 mA连续注入电流条件下,直波导长度1.5 mm时实现10 nm宽的输出光谱,输出功率达到42.2 mW。 展开更多
关键词 超辐射发光二极管 J型波导 波导损耗 模拟分析 输出性能
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全频域下窄线宽激光器光谱线宽的分析 被引量:6
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作者 齐翔羽 陈超 +8 位作者 曲轶 张星 陈泳屹 王彪 梁磊 贾鹏 秦莉 宁永强 王立军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2354-2359,共6页
窄线宽激光器的线宽表征方式通常采用延时自外差法测量技术。该技术是通过延时光纤差拍产生一个与待测激光线宽相关的洛伦兹频谱,因此该频谱只具有单一的线宽表现形式。为了能够观察到激光器的线宽和频率噪声在其傅里叶频率分布下的完... 窄线宽激光器的线宽表征方式通常采用延时自外差法测量技术。该技术是通过延时光纤差拍产生一个与待测激光线宽相关的洛伦兹频谱,因此该频谱只具有单一的线宽表现形式。为了能够观察到激光器的线宽和频率噪声在其傅里叶频率分布下的完整特性,报道了一种基于β算法计算窄线宽激光器线宽的方法。该方法是结合频率噪声中的白噪声和1/ f 噪声分别诱导不同激光线型的理论,从而确定激光线宽。首先,对β算法的基本原理进行了详细的分析说明。通过基于维纳-辛钦定理,分析了窄线宽激光器不同频率范围内的频率噪声和激光线宽的依赖关系。阐明了在截止频率趋于0和无穷大的两个范围条件时,激光频谱特性从高斯线型向洛伦兹线型演变。同时推导出使两种线型转换的截止频率表达式,并将其转换为频率噪声函数,该函数定义为β分子线。此时频率噪声分量中高斯线型的总和即为激光线宽计算公式;其次,对窄线宽激光器的频率噪声和激光线型进行数值仿真。将通过OEwaves公司的OE4000互相关零差相位/频率噪声自动测试系统测得的频率噪声谱密度,带入β算法理论公式中。结果显示: 1/ f 噪声导致激光呈现高斯线型,线宽随截止频率的增加而增大。而白噪声将导致洛伦兹线型,线宽不再随截止频率而改变。此外,在低频区域,频率噪声电平远大于其傅里叶频率,噪声调制系数较高,该部分噪声可以决定线宽大小。因此,高斯线型区域对应的频率噪声的积分,即为待测激光器的线宽;在高频区域,频率噪声电平与其傅里叶频率相差较小,频率波动较快,噪声对线宽影响可以忽略。并且频率带宽在截止频率范围内,计算的线宽误差较小。最后,实验上运用β算法对RIO公司的1 550 nm低噪声窄线宽激光器的频率噪声功率谱密度进行积分计算,成功获得了其不同傅里叶频率分布下对应的激光线宽值。其中β分子线将频率噪声中的白噪声和1/ f 噪声分隔两部分:当频率噪声谱密度大于β分子线时,激光即为高斯线型,线宽随频率积分带宽的增加而减少;而频率噪声谱密度小于β分子线时,激光呈现洛伦兹线型,线宽为定值不再改变。同时为了对β算法进行实验验证,搭建了延迟光纤为50 km、移频频率为60 MHz的延时自外差法测量系统。对注入电流为110 mA的RIO 1 550 nm低噪声窄线宽激光器的线宽进行实验测量,测量结果表明激光线宽为1.8 kHz,与上述β算法中2.8 kHz的频率带宽积分结果一致。充分证明了此算法的准确性。β算法可以对任意类型的窄线宽激光器进行线宽表征,对窄线宽激光器的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 激光线宽 β算法 激光线型 频率噪声
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氮化铝微环谐振腔临界耦合条件及制备工艺研究 被引量:3
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作者 韩毅帅 孙天玉 +6 位作者 贾慧民 唐吉龙 房丹 王登魁 王晓华 张宝顺 魏志鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期86-94,共9页
针对氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件困难的问题,设计并制备了氮化铝弯曲耦合微环谐振腔。分析了微环谐振腔耦合系数公式,分别阐述了多种提高耦合强度方案的优势和劣势,最终选用弯曲耦合结构来增强耦合强度,得到了在宽耦合间隙下,实... 针对氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件困难的问题,设计并制备了氮化铝弯曲耦合微环谐振腔。分析了微环谐振腔耦合系数公式,分别阐述了多种提高耦合强度方案的优势和劣势,最终选用弯曲耦合结构来增强耦合强度,得到了在宽耦合间隙下,实现临界耦合条件的解决方案。在蓝宝石衬底上生长了高质量的氮化铝单晶薄膜,选用导电胶克服材料的不导电性,并利用电子束曝光系统将弯曲角度为40°、耦合间隙0.19μm、波导宽度0.41μm的微环谐振腔图形化,分析优化多项氮化铝刻蚀参数,最终将图形转移至氮化铝层,得到了耦合间隙均匀、侧壁平整的弯曲耦合氮化铝微环谐振腔。该研究为氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件提供了选择参考。 展开更多
关键词 氮化铝 微环谐振腔 临界耦合 弯曲耦合 电子束曝光
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楔形模斑转换器的工艺研究
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作者 王筱 孙天玉 +6 位作者 房丹 刘俊成 唐吉龙 方铉 王登魁 张宝顺 魏志鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期77-83,共7页
采用步进投影式光刻机的步进原理控制曝光剂量,制备楔形模斑转换器.分析了不同曝光剂量对侧壁形貌的影响以及最佳的刻蚀参数.实验结果表明:最佳曝光时间为20ms/次,回流温度为160℃,时间为1min,当刻蚀气体及比例为SF6∶He=8∶80时,刻蚀... 采用步进投影式光刻机的步进原理控制曝光剂量,制备楔形模斑转换器.分析了不同曝光剂量对侧壁形貌的影响以及最佳的刻蚀参数.实验结果表明:最佳曝光时间为20ms/次,回流温度为160℃,时间为1min,当刻蚀气体及比例为SF6∶He=8∶80时,刻蚀后得到满足需求的样品,且制备方式制作周期短,精度高,与电子束灰度曝光方法相比,具有高效率、低成本等优点. 展开更多
关键词 楔形 模斑转换器 步进式曝光 灰度 刻蚀工艺
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用于层间耦合的绝热光学倒锥工艺研究
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作者 刘俊成 孙天玉 +7 位作者 贾慧民 王筱 唐吉龙 房丹 方铉 王登魁 张宝顺 魏志鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期121-127,共7页
针对光学倒锥窄尖的制备工艺困难的问题,通过特殊设计掩膜版,利用步进式光刻机,经过一次步进,对光刻胶进行两次连续的图案化处理,突破紫外光刻机的分辨率极限,制备出尖端接近50 nm的倒锥结构图案.再对光刻胶进行回流处理,解决其分层的问... 针对光学倒锥窄尖的制备工艺困难的问题,通过特殊设计掩膜版,利用步进式光刻机,经过一次步进,对光刻胶进行两次连续的图案化处理,突破紫外光刻机的分辨率极限,制备出尖端接近50 nm的倒锥结构图案.再对光刻胶进行回流处理,解决其分层的问题,保证了结构侧壁的光滑度及尖端的完整性.在深硅刻蚀工艺中,通过对刻蚀中各气体组分进行调整,改善了锥形结构表面形貌,使结构的均匀性和完整性得到提升.最终得到了适用于层间耦合的尖端接近50 nm的光学倒锥. 展开更多
关键词 光学倒锥 层间耦合 步进式光刻 光刻胶回流 刻蚀工艺
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碳量子点的合成、性质及其应用 被引量:26
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作者 李婷 唐吉龙 +7 位作者 方芳 房丹 方铉 楚学影 李金华 王菲 王晓华 魏志鹏 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期9012-9018,9023,共8页
碳量子点(CQDs,C-dots or CDs)是一种新型的碳纳米材料,尺寸在10nm以下,具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能,是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。自从2006年[1]报道了碳量子点(CQDs)明亮多... 碳量子点(CQDs,C-dots or CDs)是一种新型的碳纳米材料,尺寸在10nm以下,具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能,是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。自从2006年[1]报道了碳量子点(CQDs)明亮多彩的发光现象后,世界各地的研究小组开始对CQDs进行了深入的研究。最近几年的研究报道了各种方法制备的CQDs在生物医学、光催化、光电子、传感等领域中都有重要的应用价值。这篇综述主要总结了关于CQDs的最近的发展,介绍了CQDs的合成方法、表面修饰、掺杂、发光机理、光电性质以及在生物医学、光催化、光电子、传感等领域的应用。 展开更多
关键词 碳量子点 光致发光 生物成像 光催化
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锑化物Ⅱ类超晶格材料外延生长、结构及光学特性研究进展 被引量:1
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作者 刘胜达 房丹 +7 位作者 方铉 赵鸿滨 李承林 王登魁 王东博 王晓华 马晓辉 魏志鹏 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期165-186,共22页
近年来,锑化物Ⅱ类超晶格材料在外延生长和发光性质等方面的研究取得了巨大的进步,为获得高性能中红外波段光电子器件奠定了重要的基础。然而,由于传统的InAs/GaSb体系超晶格材料中内部本征Ga原子缺陷的存在,使得InAs/GaSb材料的少子寿... 近年来,锑化物Ⅱ类超晶格材料在外延生长和发光性质等方面的研究取得了巨大的进步,为获得高性能中红外波段光电子器件奠定了重要的基础。然而,由于传统的InAs/GaSb体系超晶格材料中内部本征Ga原子缺陷的存在,使得InAs/GaSb材料的少子寿命过短,严重影响了光电子器件性能的提升,因此设计并生长具有长少子寿命的新材料体系超晶格材料具有重要的研究意义。本文对现阶段锑化物Ⅱ类超晶格材料的各类材料体系进行了总结和分析,着重强调了各类材料体系的外延生长条件、结构及光学特性等方面的研究进展,并对锑化物Ⅱ类超晶格材料今后的发展进行了展望。 展开更多
关键词 锑化物 超晶格 分子束外延 少子寿命
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全聚合物太阳电池研究进展
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作者 周柄智 李曦瞳 +1 位作者 王勇 李占国 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第11期831-839,共9页
体异质结聚合物太阳电池是有机半导体太阳电池的重点研究领域,其中全聚合物太阳电池由于有着以下优点而受到广泛关注:聚合物给体和聚合物受体的光吸收可调节范围大;太阳电池器件薄膜相对稳定;与大面积、大规模制造工艺兼容性好;太阳电... 体异质结聚合物太阳电池是有机半导体太阳电池的重点研究领域,其中全聚合物太阳电池由于有着以下优点而受到广泛关注:聚合物给体和聚合物受体的光吸收可调节范围大;太阳电池器件薄膜相对稳定;与大面积、大规模制造工艺兼容性好;太阳电池器件对外界环境不敏感,稳定性高。概述了全聚合物太阳电池的研究进展,介绍了全聚合物太阳电池的工作原理和获得高性能所面临的主要问题,重点探讨了优化全聚合物太阳电池性能的方法,主要包括活性层混合形态控制、给受体聚合物分子质量调控及制备工艺优化。对全聚合物太阳电池的发展前景进行了分析和预测,全聚合物太阳电池的研究将在未来的商业应用中占据重要位置。 展开更多
关键词 有机太阳电池 全聚合物太阳电池 活性层 体异质结 稳定性
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