1 上海工程技术大学 电子电气工程学院，上海 201620
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
3 中国科学院 空间主动光电技术重点实验室，上海 200083
为了提高泊松表面重建算法效率并改善重建结果细节表现，采用一种基于混合树的点云搜索方法，平衡了八叉树和二叉树技术关于时间复杂度和空间复杂度的冲突; 并在点云搜索阶段通过引入多个能量项对点云进行密度评估与滤波等，针对点云稀疏部分进行自适应的点云稠密化以保证重建模型的细节与准确度。结果表明，混合树重建算法与泊松表面重建算法及屏蔽泊松算法相比，速度分别平均提升了33%和15%，且能更好地保持重建模型的细节，误差最小。该研究为点云的表面重建提供了参考。
图像处理 泊松表面重建 八叉树 法向估计 能量函数 image processing Poisson reconstruction octree normal estimation energy function
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230004
1 无锡学院江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心，江苏 无锡 214105
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
为了探究铟原子发生自适应迁移的临界厚度，首先测量得到InGaAs阱簇复合结构表面不同位置的自发辐射光谱。铟原子的自适应迁移会导致阱簇复合结构中同时产生铟含量正常的和损失的InxGa1-xAs区域，进而导致其自发辐射光谱具有特殊的双峰特征。通过对比光谱的双峰强度，计算并评估了正常In0.17Ga0.83As层的厚度起伏为4.6~6.4 nm，即铟原子发生自适应迁移的临界厚度为4.6 nm。通过对比4 nm传统InGaAs量子阱的单峰光谱特征，验证了铟原子发生自适应迁移临界厚度的准确性，该项研究对推动InGaAs阱簇复合量子限制结构的发展具有重要意义。
激光器 InGaAs/GaAs 富铟团簇 双峰光谱 临界厚度 光学学报
2023, 43(21): 2114001
1 长春中科长光时空光电技术有限公司，吉林 长春 130102
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
首次报道了连续输出功率>1 W、脉冲输出功率>10 W的1550 nm波长垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）阵列。对1550 nm VCSEL激光器单个发光单元的热阻特性进行了分析，建立了基于热阻分析及可变产热量的VCSEL阵列热模型，优化了VCSEL发光单元间距，在理论上保证了阵列内部具有均匀的温度分布。制备了发光单元边缘间距为30 μm的高密度集成1550 nm波长VCSEL阵列，并对其在连续工作及脉冲电源驱动条件下的输出特性进行了测试分析。当VCSEL阵列的工作温度为15 ℃时，最高连续输出功率达到1.05 W；即使工作温度增加至65 ℃，VCSEL的最高连续输出功率仍能达到0.42 W。在脉宽为5 μs、重复频率为1 kHz的脉冲条件下，VCSEL在15 ℃时的最大峰值功率达到10.5 W，此时VCSEL呈现出热饱和现象。当脉冲功率为10.5 W时，阵列远场的光斑仍然呈圆形对称形貌，两个正交方向上的远场发散角分别为26.69°和26.98°。
激光器 1550 nm 垂直腔面发射激光器阵列 高功率 人眼安全 激光雷达 中国激光
2023, 50(19): 1901008
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 长春中科长光时空光电技术有限公司，吉林 长春 130102
在国内首次报道了氧气传感专用760 nm单模、波长可调谐的垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL），详细报道了760 nm VCSEL设计方法与器件制备结果。通过分析AlGaAs量子阱的增益特性，确定了量子阱组分及厚度参数，并设计了室温下增益峰与腔模失配为10 nm的VCSEL激光器结构，完成了VCSEL结构的器件制备。VCSEL激光器在工作温度25 °C时单模功率超过2 mW，此时边模抑制比为28.1 dB，发散角全角为18.6°。随着工作电流增加，VCSEL激光器的发散角随之增加，然而激光远场光斑仍然为高斯形貌的圆形对称光斑。通过调节VCSEL激光器的工作温度与工作电流，实现了VCSEL单模激光波长从758.740 nm至764.200 nm的近线性连续调谐，VCSEL工作在15 ~ 35 °C时激光波长的电流调谐系数由1.120 nm/mA变至1.192 nm/mA；温度调谐系数由0.072 nm/°C变至0.077 nm/°C。在两个氧气特征吸收波长附近，VCSEL激光的边模抑制比分别达到了32.6 dB与30.4 dB。
垂直腔面发射激光器 单模工作 波长调谐 氧气传感 vertical cavity surface emitting laser single- mode operation wavelength detuning oxygen sensing
1 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，海南省院士团队创新中心，海南 海口 571158
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
设计了一种基于双增益芯片合束的超宽带可调谐中红外激光器，该激光器以Littrow结构为基础，采用中心波长分别为4.0 μm和4.6 μm的两个量子级联增益芯片提供光增益，通过4.2 μm低通高反分束片合束后，将增益光入射到300 lines/mm的闪耀光栅形成光反馈，两个量子级联增益芯片通过交替互补的工作方式实现了3~5 μm的超宽谱调谐。在25 ℃温控和303 mA注入电流下，该激光器在34.54°~46.50°的闪耀光栅旋转角度下工作，波长调谐范围为3779~4836 nm（包括179 nm波长调谐空白区间），最大输出光功率为14.12 mW，边模抑制比为20 dB。该激光器具有结构紧凑、调谐范围超宽的优点，可为研制便携式模块化的中红外激光器提供参考。
激光器 量子级联激光器 闪耀光栅 可调谐 Littrow 光学学报
2023, 43(11): 1114003
1 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
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
3~5 μm中红外波段激光在气体分子传感、空间光通信、差频太赫兹产生等领域中有广阔的应用前景。研究了一种4 μm波段宽谱可调谐外腔量子级联激光器，设计了一种以Littrow结构为基础的紧凑便携可调谐激光器模块。在激光器模块中采用同一个量子级联增益芯片，分别使用刻线密度为450 line/mm和300 line/mm的闪耀光栅组建了不同的外腔。当采用刻线密度为450 line/mm的闪耀光栅时，注入电流303 mA下的输出光功率为7.30 mW，具有380 nm的调谐范围（3774~4154 nm），边模抑制比为20 dB，出现高阶模式激射现象；当采用刻线密度为300 line/mm的闪耀光栅时，303 mA注入电流下的输出功率为5.24 mW，调谐范围为297 nm（3779~4076 nm），边模抑制比为20 dB，出现基模激射现象。由此可见，采用不同的外腔配置，可以分别获得满足高精度波长调谐和高光束质量要求的激光器性能。
激光器 量子级联激光器 闪耀光栅 波长调谐 Littrow结构 中国激光
2023, 50(11): 1101020
1 无锡学院电子信息工程学院，江苏 无锡 214105
2 北京航空航天大学物理学院，北京 100191
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
研究一种基于富铟团簇（IRC）效应的新型高应变InGaAs/GaAs自适应阱簇复合（WCC）量子结构，该结构具有比较灵活的能带调控能力，可产生一种特殊的偏振双峰光谱。为探究该WCC结构的偏振双峰辐射机制及能带特征，利用IRC效应生长获得了自适应WCC结构，并测量了该新型结构的偏振光致发光（PL）光谱，在横向电场（TE）和横向磁场（TM）模式下，PL光谱皆显示出特殊的双峰结构。这主要是铟原子的自适应迁移导致有源层同时存在铟组分正常和铟组分降低的InxGa1-xAs材料所致。根据半导体激光器的跃迁矩阵元理论和PL光谱的双峰能量间距，阐明不同偏振模式下的光谱双峰与多组分InxGa1-xAs材料的对应辐射机制，同时确定该WCC结构的混合能带特征。该研究内容对IRC效应和新型WCC发光结构的发展和应用具有重要研究意义。
半导体激光器 InGaAs/GaAs 富铟团簇 偏振双峰光谱 混合能带 光学学报
2023, 43(10): 1014006
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010101
