1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
3 海南师范大学物理与电子工程学院 海南省激光技术与光电功能材料重点实验室, 海南 海口 571158
4 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
为了提高低温工作环境下808 nm半导体激光器的输出特性, 深入研究了电光转换效率的温度特性。结合载流子泄漏抑制和器件串联电阻的优化考虑, 从理论上深入分析了有源区量子阱内的载流子限制现象, 提出针对低温工作环境下的势垒高度及相应的量子阱结构设计方法, 包括势垒层的材料组分、厚度等重要参数的优化, 极大地改善了器件在低温工作环境下的性能。采用优化后的外延结构, 制备了腔长2 mm的半导体激光巴条。在工作温度-50 ℃、注入电流为600 A时, 巴条输出功率达到799 W, 电光转换效率为71%, 斜率效率为1.34 W/A; 注入电流为400 A时, 器件达到最高电光转换效率73.5%, 此时的载流子限制效率约为99%, 串联电阻为0.43 mΩ; 在-60~60 ℃温度范围内, 中心波长随温度的漂移系数为0.248 nm/℃。
半导体激光器 载流子泄漏 低温 高效率 温度效应 semiconductor laser carrier leakage low temperature high efficiency temperature effects
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022
2 海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电功能材料重点实验室，海南 海口 571158
3 长春新产业光电技术有限公司，吉林 长春 130103
采用三镜折叠V型谐振腔、声光调Q技术和三硼酸锂(LBO)晶体，对二极管端面抽运Nd∶YVO4的914 nm基频光进行腔内倍频，实现了457 nm激光输出，利用I类相位匹配偏硼酸钡(BBO)晶体对457 nm蓝光进行腔外倍频，获得了228.5 nm深紫外激光。当抽运功率为17 W时，获得了平均功率为10 mW的228.5 nm深紫外激光输出，脉冲宽度为64.26 ns，重复频率为10 kHz。2 h内的激光输出稳定度为±2%。
激光器 全固态激光器 声光调Q技术 深紫外激光 228.5 nm 激光
针对传统变分水平集分割算法对灰度不均匀图像分割效果较差以及对初始轮廓敏感的问题，提出了一种基于局部和全局信息耦合的自适应活动轮廓模型。通过权函数调整局部区域拟合能量和全局区域拟合能量的占比，给出了一种随轮廓演化自适应更新的权函数。在合成图像、真实图像以及自然图像中的实验结果表明，该算法对噪声具有较强的鲁棒性，且对轮廓的初始位置不敏感。
图像处理 图像分割 自适应权函数 变分水平集 活动轮廓 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0210013
1 海南师范大学物理与电子工程学院， 海南 海口 571158
2 海南师范大学 海南省激光技术与光电功能材料重点实验室， 海南 海口 571158
效率陡降严重影响AlGaN基深紫外发光二极管(DUV LED)的输出性能，也是近年来DUV LED的一个瓶颈性问题。对常规电子阻挡层(P-EBL)和Al组分三角形渐变P-EBL两种结构DUV LED进行了数值分析。研究了能带、电子电流、空穴浓度、电场、内量子效率、输出功率和自发辐射光谱的分布特性。模拟结果表明，在260 mA电流注入时，相比常规P-EBL结构，Al组分三角形渐变P-EBL结构DUV LED的效率陡降减小了5.85%，改善了DUV LED输出性能。根据数值模拟和分析，器件输出性能改善的原因是Al组分三角形渐变P-EBL结构提高导带势垒高度和增强空穴在P型区域获得的动能，从而减小电子泄漏，并提高了空穴注入效率。
紫外发光二极管 Al组分三角形渐变P-EBL 电子泄漏 效率陡降 DUV LED Al composition triangular graded P-EBL electron leakage efficiency drop
设计了一种具有内腔耦合层的850 nm液晶可调谐垂直腔面发射激光器(VCSEL)结构, 从而获得了更宽的波长调谐范围以及稳定的偏振模式输出。通过分析在不同液晶层厚度下, 两种偏振模式的共振波长以及对应的阈值增益的变化关系, 研究了液晶厚度影响可调谐VCSEL偏振模式和波长调谐的机理。此外, 通过优化半导体腔和液晶腔之间的耦合层结构, 使得基于液晶的可调谐VCSEL结构在实现稳定偏振模式输出的基础上具有更宽的波长调谐范围。结果表明, 耦合层结构的加入可以有效地增大液晶可调谐VCSEL的调谐范围, 最大达到41.1 nm。同时, 在连续的波长调谐过程中, 由于o光偏振模式始终处于受抑制状态, 因此液晶可调谐VCSEL可实现稳定的单偏振模式输出。
偏振稳定 液晶 垂直腔面发射激光器(VCSEL) 波长调谐 polarization stability liquid crystal vertical-cavity surface-emitting laser(VCSEL) wavelength tuning
1 全球能源互联网研究院有限公司 国家电网公司电力通信网络技术实验室, 北京 102209
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
3 国网内蒙古东部电力有限公司 信息通信分公司, 呼和浩特 010020
4 国网辽宁省电力有限公司 信息通信分公司, 沈阳 110006
量子密钥分发被认为是安全的密钥分发, 它为光网络中的安全性问题提供了解决方案。为向金融、**和电网等领域提供安全的密钥供给服务, 量子密钥分发在光网络中的集成已经引起了广泛关注。目前已有一些研究集中于量子密钥分发在光网络中的集成, 而量子密钥分发光网络的生存性技术研究还几乎处于一片空白。文章针对量子密钥分发光网络中的生存性问题, 提出一种密钥供给服务保护方案, 并仿真验证了网络性能, 结果表明, 所提方法在网络阻塞率、资源利用率和密钥消耗率方面具有较好性能, 为量子密钥分发光网络生存性技术研究提供了重要参考方案。
光网络 量子密钥分发 生存性 保护 optical networks QKD survivability protection
1 全球能源互联网研究院有限公司信息通信研究所电力通信网络技术实验室, 北京 102209
2 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
3 国家电网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司, 内蒙古 呼和浩特 010020
4 国家电网辽宁省电力有限公司信息通信分公司, 辽宁 沈阳 110006
量子密钥分发光网络指量子设备通过光纤进行互联,为不同节点对之间提供分发密钥功能的网络。在量子密钥分发光网络中,密钥池结合密钥资源具有“逐渐累积,瞬间消耗”的特点,可实现对密钥资源的高效存储与管理。本文分析量子密钥分发技术的特点及密钥池的功能意义,设计密钥即服务框架及基于密钥池的量子密钥分发光网络架构,提出基于该架构的密钥池构建方法和密钥资源调度方法,并进行仿真验证。
量子光学 量子密钥分发 光网络 量子密钥池 密钥即服务 资源调度 激光与光电子学进展
2019, 56(21): 212703
1 全球能源互联网研究院有限公司, 北京 102209
2 国网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司, 内蒙古 呼和浩特 010020
3 国网辽宁省电力有限公司信息通信分公司, 辽宁 沈阳 110006
4 安徽问天量子科技股份有限公司, 安徽 芜湖 241000
量子密钥分配协议的安全性主要是指在一定信道条件下协议所能支持的最高安全密钥生成率,而退极化信道则是量子信息理论中一种常用的信道模型,该模型可以有效刻画量子态在量子信道传输中的扰动。利用量子信息论方法推导并模拟了退极化信道条件下BB84协议与设备无关协议的安全性。对于给定的退极化信道参数和信道衰减参数,进一步结合诱骗态方案给出了两种协议在不同信道传输距离下的安全密钥率。该研究结果可用于理论模拟在长距离量子密钥分配条件下的安全密钥生成率,为进一步的安全性分析和实验实现建立了理论基础。
量子光学 量子密钥分配 退极化信道 安全密钥率 quantum optics quantum key distribution depolarizing channel secure key rate
