外腔半导体激光器

摘要： 研究了一套基于模糊比例、积分、微分(PID)控制算法的外腔半导体激光器稳频系统,能够根据外界环境的变化,自动调节参数.通过Matlab软件进行建模和仿真,证明了该方法的有效性.

摘要： 提出了一种基于体布拉格光栅(VBG)和横向啁啾体布拉格光栅(TCVBG)组合的双光栅外腔半导体激光器,该外腔半导体激光器采用反射率15％的体光栅和反射率17％的啁啾体布拉格光栅作为反馈元件和模式选择元件,实现特定波长的选择和调谐,实验研究了外腔激光器的功率-电流特性、光谱特性和波长调谐特性.实验结果表明:双光栅外腔半导体激光器最大输出功率为1.96 W,斜率效率为0.94 W/A,外腔效率达到78％.输出光谱为双波长,一个波长为808.6 nm,另一个波长连续可调,通过改变横向啁啾体光栅的位置,该波长可从800 nm调谐至815 nm,可调范围达15 nm,在整个可调范围内两个波长的谱线宽度(FWHM)均小于0.3 nm.%A double grating external cavity semiconductor laser based on a volume Bragg grating (VBG) and a transversely chirped volume Bragg grating (TCVBG) were reported.The external cavity semiconductor laser consisted of a VBG with the reflectivity of 15％ and a TCVBG with the reflectivity of 17％,which function as feedback element and mode selection element to achieve specific wavelength selection and wavelength tuning.The power,spectral and wavelength tuning characteristics of external cavity laser semiconductor using VBG and TCVBG were demonstrated.The experimental results indicate that an output power of 1.96 W is obtained with the slop efficiency of 0.94 W/A,which corresponds to the efficiency of 78％ compared to the output power in free-running LD.A dual-wavelength was achieved with the linewidth down to 0.3 nm,and one wavelength of 808.6 nm was stabilized,and by adjusting the position of the chirped volume Bragg grating in the transverse direction,another wavelength was tuned in a 15 nm wavelength tunable range from 800 nm to 815 nm.

摘要： 在铷原子气室中实现了饱和吸收谱稳频法和消多普勒的双色谱稳频法,以给在建的原子干涉重力仪系统选择合适的激光稳频方法.介绍了两种稳频方法的基本原理及实验细节.通过调整光路设计、自制低噪声光电探测器以及应用数字锁定模块,获得了良好的鉴频误差信号.每种方法都搭建了两套稳频系统并在3000 s采集时间内保持锁定.激光器在经饱和吸收法和消多普勒双色谱法锁定后,激光频率波动分别为16.2 kHz和31.4 kHz,相应于在10 s采样时间下分别获得4.21×10-11和8.18×10-11的频率稳定度;相比之下,激光器自由运转时,频率波动和稳定度分别为629 kHz和1.64×10-9.在原子重力仪系统小型化的需求下详述了两种稳频方法的优缺点,比较而得消多普勒的双色谱稳频法在原子干涉重力仪的小型化模块化发展方向不失为具有潜力的一种选择.%In order to choose appropriate frequency stabilization method in the atom gravimeter system under construction, Doppler-free dichroic atomic vapor laser lock (Doppler-free DAVLL) and saturated absorption spectroscopy (SAS) method were implemented on Rubidium atomic vapor. Basic principle and experimental details of both frequency stabilization methods were introduced. With restructuring of optical path and applying of self-made low noise photoelectric detector as well as digital lock module, excellent error signal was obtained. For each method, two sets of locking system were built and kept locked during 3000 s′ data acquisition . A frequency fluctuation of 629 kHz when the laser is free running and of 16.2 kHz & 31.4 kHz after locked by SAS and Doppler-free DAVLL were calculated respectively, corresponding to a frequency stability of 1.64 ×10-9 in the condition of free running and 4.21 ×10-11 &8.18 ×10-11 after locked for averaging time of 10 s. The strength and weakness of both methods were elaborated with the demand of system miniaturization. After compared with SAS, Doppler-free DAVLL isconsidered to be a promising choice for miniaturization and modularization in atom interferometry gravimeter.

摘要： 为了讨论三腔镜近似或耦合腔近似两种等效腔模型对计算光纤光栅外腔半导体激光器等效反射率等参量的近似程度,挑选出最优的理论模型,采用数值计算的方法进行模拟仿真,得到了两种模型在采用切趾光纤Bragg光栅和非切趾光纤Bragg光栅情况下的阈值增益等特性曲线.结果表明,在采用切趾光纤Bragg光栅,特别是切趾深度较大的情况下,采用三腔镜近似模型更加符合实际情况.此研究结果对分析和设计单纵模光纤光栅外腔半导体激光器具有一定的参考价值.%In order to discuss approximation degree of calculating equivalent reflectivity and other parameters of the fiber Bragg grating external cavity laser diode by using two equivalent cavity models of the three cavity mirrors approximation or the coupled cavity approximation and choose the best one, the threshold gain characteristic curves of two approximation models by using apodized fiber Bragg grating and normal fiber Bragg grating were gotten after numerical caculation and simulation.Numerical analysis results show that three cavity mirrors approximate model is more in line with the actual situation when using the apodized fiber Bragg grating.This conclusion has the reference in analysing and designing single longitudinal mode fiber grating external cavity semiconductor laser.

摘要： 在三腔镜近似的条件下，利用等效腔模型，完成了光纤光栅外腔半导体激光器（FBG-ECL）的理论建模。利用光纤布拉格光栅相关理论，对FBG-ECL模型进行了修正，着重考虑了光纤布拉格光栅的反射率分布、中心波长偏移以及边模抑制比对FBG-ECL性能的影响。对FBG-ECL的等效反射率、阈值增益和线宽特性进行了数值分析。结果表明，在考虑光纤布拉格光栅中心波长与设计波长偏移量、光栅反射率分布以及边模抑制比后，等效腔理论模型更加符合实际情况，可以更为准确地分析实际情况中FBG-ECL的相关特性，对设计应用于FBG-ECL的光纤光栅有一定的指导意义。%One-dimensional model of the fiber Bragg grating external cavity semiconductor laser (FBG-ECL)has been found in this paper using equivalent cavity model which is under the circumstance of three cativy mirrors. We corrected the traditional model and numerical analysed with the theories of fiber Bragg grating. We paied our attention to the reflectivity distribution,central wavelength and side-mode suppression ratio (SMSR )of fiber Bragg grating,and numercal analised equeivalent reflectivity,threshold gaind and linewidth of the FBG-ECL.The result of the analysis showed that it has more correspondence to reality when taking into account the reflectivity distribution of fiber gratings.

摘要： 21世纪以来，外腔半导体激光器在国内的科研、通讯以及我国的国防、精密测量和冷原子物理等领域中得到了广泛应用；但是随着各行各业对高精度的要求，近年来，为解决外腔半导体激光器由于温度变化而自身产生热量进而影响其输出特性这一问题，我国又研发出一种单片机的温度控制系统，该系统的最大优点就是能使半导体激光器输出特性的精度进一步提高，功率稳定、波长单一，来减小误差，满足各种需求，而且长时间工作也不会出现跳模现象。

摘要： 介绍了电光调谐的结构与电光调谐的一些设计思想和实验装置，分析了实验结果。

摘要： 进入21世纪以来,外腔半导体激光器在国内的科研、通讯以及我国的国防、精密测量和冷原子物理等领域中得到了广泛应用;但是随着各行各业对高精度的要求,近年来,为解决外腔半导体激光器由于温度变化而自身产生热量进而影响其输出特性这一问题,我国又研发出一种单片机的温度控制系统,该系统的最大优点就是能使半导体激光器输出特性的精度进一步提高,功率稳定、波长单一,来减小误差,满足各种需求,而且长时间工作也不会出现跳模现象.

摘要： 为了实现光纤光栅外腔半导体激光器良好的单纵模输出,通过加入空气间隙区改进了基于射线法的光纤光栅外腔半导体激光器理论模型,并结合稳态速率方程研究了小注入情况下,光纤端面反射率对激光器输出特性的影响。仿真结果表明,在光纤端面反射率与光栅反射率可比拟的情况下,减小光纤端面反射率,可增大主模与其他波长模式的损耗差异,加强光纤光栅的选模作用,更好的实现单纵模输出,但同时也会增大激光器的阈值电流。

摘要： 首先讨论了半导体激光器外腔结构参量对激光连续可调范围影响的理论计算方法,给出了Littrow结构外腔半导体激光器调谐范围的计算结果.然后介绍了半导体激光器外腔结构参量的具体设计,利用该设计得到了出射激光线宽小于1MHz、连续可调谐范围可达3GHz的780nm波段外腔半导体激光器.讨论了利用腔外饱和吸收谱的三次谐波稳频方法对半导体激光器进行稳频,优化激光频率短期稳定度的方法.最后根据该优化方法设计出稳频系统对半导体激光器进行稳频,得到了稳定度达到10-12量级的半导体激光输出.

摘要： 本文阐述了应用于激光抽运铯束频标的Littman-Metcalf外腔结构的外腔半导体激光器的研究情况.利用Littman-Metcalf外腔结构的光反馈特性,使原来自由运转时波长在850nm附近的半导体激光器能够工作在铯原子D2线中超精细能级跃迁频率所对应的波长上,并把激光器的线宽压窄到1MHz以下.利用饱和吸收谱的方法,激光器频率被锁定在铯原子D2线中超精细能级的跃迁频率上。

摘要： 报道了新型实用化的单模可调谐外腔半导体激光器。

摘要： 采用Agilent 34401A 万用表作为测量工具对外腔半导体激光器电流源噪声进行分析,在VB开发环境下,基于GPIB通信接口进行相关数据采集并自动存储,实现对外腔半导体激光器电流源的高精度、高速测量;为了方便地处理采集数据,通过与Matlab的接口技术实现对数据的各种频域操作,以此分析电流源噪声。实际应用表明,该软件人机交互界面良好,操作简单,实现了对电流源的高速、高精度测量和噪声分析。

摘要： 采用Agilent 34401A万用表作为测量工具对外腔半导体激光器电流源噪声进行分析，在VB开发环境下，基于GPIB通信接门进行相关数据采集并自动存储，实现对外腔半导体激光器电流源的岛精度、高速测量；为了方便的处理采集数据，通过与Matlab的接口技术实现对数据的各种频域操作，以此分析电流源噪声。实际应用表明，该软件人机交互界面良好，操作简单，实现了对电流源的高速、高精度测量和噪声分析。

摘要： 利用中性原子做光频标在最近几年是一个比较活跃的领域,本文报告的是实现钙原子光频标的前期工作-钙原子束的光学Ramsey谱线研究.在得到光学Ramsey线形后,如果把激光器锁定在谱线上,就可以得到一个高精度的光学频率基准.本文介绍了实验的系统方案,真空和激光器部分的设计以及部分完成的工作。

摘要： 利用中性原子做光频标在最近几年是一个比较活跃的领域,本文报告的是实现钙原子光频标的前期工作-钙原子束的光学Ramsey谱线研究.在得到光学Ramsey线形后,如果把激光器锁定在谱线上,就可以得到一个高精度的光学频率基准.本文介绍了实验的系统方案,真空和激光器部分的设计以及部分完成的工作。

摘要： 利用中性原子做光频标在最近几年是一个比较活跃的领域,本文报告的是实现钙原子光频标的前期工作-钙原子束的光学Ramsey谱线研究.在得到光学Ramsey线形后,如果把激光器锁定在谱线上,就可以得到一个高精度的光学频率基准.本文介绍了实验的系统方案,真空和激光器部分的设计以及部分完成的工作。

摘要： 利用中性原子做光频标在最近几年是一个比较活跃的领域,本文报告的是实现钙原子光频标的前期工作-钙原子束的光学Ramsey谱线研究.在得到光学Ramsey线形后,如果把激光器锁定在谱线上,就可以得到一个高精度的光学频率基准.本文介绍了实验的系统方案,真空和激光器部分的设计以及部分完成的工作。

摘要： 利用中性原子做光频标在最近几年是一个比较活跃的领域,本文报告的是实现钙原子光频标的前期工作-钙原子束的光学Ramsey谱线研究.在得到光学Ramsey线形后,如果把激光器锁定在谱线上,就可以得到一个高精度的光学频率基准.本文介绍了实验的系统方案,真空和激光器部分的设计以及部分完成的工作。

摘要： 本发明提供一种半导体激光器腔面的钝化方法及半导体激光器，属于半导体激光器领域。通过氮等离子体轰击并注入半导体激光器的前腔面和后腔面，能使腔面的悬挂键与N原子充分键合，不仅能够起到钝化效果，且因为N原子的键能大，因而形成的Ga‑N键更稳定；通过使用碳等离子体轰击并注入前腔面和后腔面，使得C原子与腔面因氮离子轰击产生的新的断裂键充分结合，补偿了表面损伤的腔面，达到了保证解理腔面的悬挂键的饱和与稳定的效果。因此，本发明不仅简化了腔面钝化的工艺步骤，减少了工艺流程时间，降低了生产成本，且提高了半导体激光器的抗光学灾变水平和在高光功率密度条件下的稳定输出的可靠性，实现了半导体激光器的高功率、长寿命的目的。

摘要： 法布里-帕罗(FP)激光器设备(1)具有n-型衬底(2)，活性区(3)，p-型包层(4)，绝缘体(5)和接触体(6)。包层(4)包括具有若干狭缝(8)的脊(7)。狭缝(8)使光部分纵向反射。选择狭缝的精确位置，以便在输出光中精确、可预测地获得特定的选定模式(一个或多个)。设计狭缝图案的方法最好选择特定的法布里-帕罗模式作为峰值发射波长，还抑制任意数量的相邻法布里-帕罗模式。该方法选择优先于腔内其他法布里-帕罗模式的一组法布里-帕罗模式。由此，该方法解决了半导体激光器预先确定峰值激光发射波长的重要问题，还解决了峰值激光发射模式随温度改变的稳定性问题。该方法还能够将功能增强的多模设备制造为单独的设备以及更复杂的多部件或多元件设备的组成部分。

摘要： 本发明提供一种半导体激光器装置、半导体激光器模块及焊接用激光器光源系统。半导体激光器装置(100)具备第1导电侧的第1半导体层(13)、第1导电侧的第2半导体层(14)、活性层(15)、与第1导电侧不同的第2导电侧的第3半导体层(16)和第2导电侧的第4半导体层(17)，在将第2半导体层(14)以及第3半导体层(16)的带隙能量的最大值分别设为Eg2以及Eg3时，满足Eg2＜Eg3的关系式，第3半导体层(16)具有带隙能量朝向第4半导体层(17)单调减少的第1区域层，在将第2半导体层(14)的杂质浓度设为N2，将第3半导体层(16)的杂质浓度设为N3时，满足N2＞N3的关系式。

摘要： 半导体激光器阵列具备在互不相同的振荡波长下进行单一模式振荡的多个半导体激光器，各所述半导体激光器具备：包含具有交替层叠的多个阱层和势垒层的多量子阱结构的活性层；和从厚度方向夹着该活性层而形成、带隙能大于该活性层的所述势垒层的带隙能的n侧分离限制异质结构层以及p侧分离限制异质结构层，在所述活性层掺杂n型杂质。由此提供能在宽带中输出高强度的激光的半导体激光器阵列。

摘要： 本发明提供集成有监视光输出的光电二极管部的半导体激光器。半导体激光器(100)具备：DFB部，其层叠有背面侧第一包覆层(3)、第一衍射光栅层(9)、由第一MQW结构构成并发出激光的发光层(1)、表面侧第一包覆层(6)、以及第一接触层(12)；DBR部，其层叠有电阻率比背面侧第一包覆层(3)高的背面侧第二包覆层(4)、将激光的一部分向DFB部反射的第二衍射光栅层(10)、对激光的剩余部分进行导波并且由有效带隙能量比第一MQW结构小的第二MQW结构构成的第一芯层(2a)、以及电阻率比表面侧第一包覆层(6)高的表面侧第二包覆层(7)；以及PD部，其层叠有背面侧第三包覆层(5)、对第一芯层(2a)所导波的激光的剩余部分进行吸收的由第二MQW结构构成的第二芯层(2b)、表面侧第三包覆层(8)以及第二接触层(14)。

摘要： 本发明提供半导体激光器模块、半导体激光器光源和半导体激光器系统。半导体激光器模块(1)具备射出激光(L)的半导体激光器(21)、以及与半导体激光器(21)光学耦合并将激光(L)进行导波而射出的光纤(3)，光纤(3)具有一个端面(4a)与半导体激光器(21)光学耦合的第一光纤(4)，以及一个端面(5a)熔接于第一光纤(4)的另一个端面(4b)并从另一个端面(5b)射出激光(L)的第二光纤(5)，第二光纤(5)包含弯曲部(7)，芯的截面积比第一光纤(4)的芯的截面积大且数值孔径(NA

摘要： 本发明涉及激光器技术领域，提供了一种半导体激光器腔面镀膜方法及半导体激光器，方法包括：将外延片解理成bar条，采用陪条相间夹条技术上夹具，并将夹具送至磁控溅射镀膜炉中抽真空；开启N2源，通过第一射频功率溅射N2产生氮等离子体轰击半导体激光器腔面；开启Ar源，通过第二射频功率预溅射Ar产生氩等离子体轰击铝靶材表面；开启Ar源和N2源的混合气体，通过第三射频功率溅射铝靶材，采用离子辅助镀膜技术在腔面沉积一层致密的氮化铝薄膜作为钝化膜。本发明解决了激光器制作时易被氧化和吸附杂质的问题，降低表面态密度，提高抗光学灾变水平，同时避免了含氧光学薄膜中氧原子与腔面原子发生相互扩散的问题。

摘要： 本发明提供一种半导体激光器腔面的钝化方法及半导体激光器，属于半导体激光器领域。通过氮等离子体轰击并注入半导体激光器的前腔面和后腔面，能使腔面的悬挂键与N原子充分键合，不仅能够起到钝化效果，且因为N原子的键能大，因而形成的Ga‑N键更稳定；通过使用碳等离子体轰击并注入前腔面和后腔面，使得C原子与腔面因氮离子轰击产生的新的断裂键充分结合，补偿了表面损伤的腔面，达到了保证解理腔面的悬挂键的饱和与稳定的效果。因此，本发明不仅简化了腔面钝化的工艺步骤，减少了工艺流程时间，降低了生产成本，且提高了半导体激光器的抗光学灾变水平和在高光功率密度条件下的稳定输出的可靠性，实现了半导体激光器的高功率、长寿命的目的。

摘要： 法布里－帕罗(FP)激光器设备(1)具有n－型衬底(2)，活性区(3)，p－型包层(4)，绝缘体(5)和接触体(6)。包层(4)包括具有若干狭缝(8)的脊(7)。狭缝(8)使光部分纵向反射。选择狭缝的精确位置，以便在输出光中精确、可预测地获得特定的选定模式(一个或多个)。设计狭缝图案的方法最好选择特定的法布里－帕罗模式作为峰值发射波长，还抑制任意数量的相邻法布里－帕罗模式。该方法选择优先于腔内其他法布里－帕罗模式的一组法布里－帕罗模式。由此，该方法解决了半导体激光器预先确定峰值激光发射波长的重要问题，还解决了峰值激光发射模式随温度改变的稳定性问题。该方法还能够将功能增强的多模设备制造为单独的设备以及更复杂的多部件或多元件设备的组成部分。

摘要： 根据实施方式，半导体激光器(10)包括具有用于产生辐射的有源区(115)的半导体层装置(112)。半导体激光器(10)还具有第一谐振镜(125)、第二谐振镜(130)和设置在第一谐振镜(125)与第二谐振镜(130)之间的光学谐振器(131)，所述光学谐振器在平行于半导体层装置(112)的主表面(111)的方向上延伸。第一谐振镜的反射率R1是波长相关的，使得R1或R1和第二谐振镜的反射率R2的乘积R在从激光器的目标波长λ0到λ0+Δλ的波长范围内从值R0下降，其中Δλ根据发射波长的温度相关的移动来选择。