1 太原理工大学电气与动力工程学院，太原 030000
2 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430074
3 太原理工大学信息与计算机学院，太原 030000
针对传统选择性区域生长叠层双有源区电吸收调制激光器（SAG-DSAL-EML）在高频调制环境下的响应速度问题以及改善其远场发散角特性，文章提出利用掺铁掩埋技术对电吸收调制激光器（EML）结构进行优化，设计了InGaAsP/InP材料1 310 nm掺铁掩埋结构的SAG-DSAL-EML并制作样本芯片，新型SAG-DSAL-EML有源区变为台面结构，并在其两层外延生长掺铁InP层。同时，利用先进激光二极管模拟器（ALDS）软件和高频结构仿真（HFSS）软件对所设计掺铁掩埋结构的EML和调制器进行数值及仿真分析，结果表明，与传统多量子阱结构相比，SAG-DSAL-EML阈值电流减少了13%；与传统脊波导结构相比，掺铁掩埋结构的侧向限制能力提高52%，激光远场横纵角度之差降低了40%，具有更小的远场发散角；与传统PNPN掩埋结构相比，掺铁掩埋结构的调制器在－3 dB的响应带宽提高了约24%。对样本芯片进行测试，试验表明，SAG-DSAL-EML的阈值电流为14.5 mA，边模抑制比（SMSR）为45.64 dB，70 mA注入电流下，电吸收调制器－3 dB的响应带宽为43 GHz，满足高速激光通信的基本要求。
电吸收调制激光器 台面结构 掺铁掩埋技术 调制带宽 远场发散角 electro-absorption modulated laser mesa structure iron-doped buried technology modulation bandwidth far-field divergence angle
1 太原理工大学 信息与计算机学院，山西 太原 030600
2 北京强度环境研究所，北京 100076
在卫星信号受干扰严重的复杂地貌环境中，由于可见卫星数目较少、卫星信号质量差，单模卫星定位导航的精度一直不尽人意，尤其是针对动态导航定位精度问题更为明显。为了提高动态导航定位精度，创新设计了一种多模GNSS的伪距组合定位算法，该算法属于一种有迭代组合定位算法，通过高度角先验定权模型确定初始迭代权矩阵，在加权最小二乘法解算过程中通过方差分量估计后验模型，不断迭代更新权矩阵，进而得到目标的精确位置，该算法需依赖初值和多次迭代，但定位精度要优于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法。实验仿真结果表明，相较于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法，文中设计的算法定位精度分别提高了45.1%和23%。最后结合实际空投试验分析表明，文中所述算法能够准确的解算出空投物资的落点，可以为飞行器导航系统设计人员提供参考，具有一定的理论意义和实用价值。
多模 GNSS 伪距 组合定位 姿态矩阵 位置矩阵 multi-mode GNSS pseudo-range combined positioning attitude matrix position matrix 红外与激光工程
2021, 50(6): 2021G006
1 太原理工大学 物理与光电工程学院，山西 晋中 030600
2 太原理工大学 信息工程学院，山西 晋中 030600
3 武汉电信器件有限公司，武汉 430074
文章利用理论模型研究了GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器(QWIP)中掺杂参数对探测器探测波长的影响，并借助2×2哈密顿方法计算了此模型的特征能态。通过将模拟结果与现有实验数据进行对比、分析可知，当掺杂浓度增加时，峰值归一化吸收率、吸收系数和响应度等呈非线性增大。同时还发现，在AlxGa1-xAs势垒中，Al的摩尔分数(x)增加时，子带间吸收能力增强，但吸收的峰值波长会向较短的波长方向移动，进而判定掺杂浓度是高性能QWIP设计的重要参数之一。
量子阱红外探测器 哈密顿方法 摩尔分数 掺杂浓度 QWIP Hamiltonian method mole fraction doping concentration
1 太原理工大学 物理与光电工程学院，山西 晋中 030600
2 太原理工大学 信息工程学院，山西 晋中 030600
3 武汉电信器件有限公司,武汉 430074
为研制符合高线性大功率的应变多量子阱激光器，文章在理论上计算了应变补偿，实验选用了金属有机物化学气相沉淀(MOCVD)工艺来研制生长AlGaInAs应变补偿多量子阱结构，最终有源区采用了7组张压应变交替的势垒和势阱层。激光器样本芯片采用共面电极结构，使得激光器的工作电流无需通过衬底，从而降低了激光器工作电容，其电容与传统激光器相比得到相应地减小，提高了激光器的光电特性。实验室制作出了应变多量子阱激光器样本芯片，光荧光分析得出光致发光谱，激射波长为1 304 nm；阈值电流为Ith≤9 mA；单面斜率效率为0.44 W/A。测试结果表明该器件有良好的性能参数。
激光器 量子阱 金属有机物化学气相沉淀 应变补偿 共面电极 lasers quantum well MOCVD strain compensation AlGaInAs / InP AlGaInAs/InP coplanar electrode
1 太原理工大学 物理与光电工程学院, 晋中 030600
2 太原理工大学 信息工程学院, 晋中 030600
3 武汉电信器件有限公司,武汉 430074
为了优化在长距离光纤通讯系统中采用的1.31μm波长的量子阱激光器, 对AlGaInAs/InP材料的有源区应变补偿的量子阱激光器进行了设计研究。采用应变补偿的方法, 根据克龙尼克-潘纳模型理论计算出量子阱的能带结构, 设计出有源区由1.12%的压应变AlGaInAs阱层和0.4%的张应变AlGaInAs垒层构成。使用ALDS软件对所设计出的器件进行了建模仿真, 对其进行了阈值分析和稳态分析。结果表明, 在室温25℃下, 该激光器具有9mA的低阈值电流和0.4W/A较高的单面斜率效率; 在势垒层采用与势阱层应变相反的适当应变, 可以降低生长过程中的平均应变量, 保证有源区良好的生长, 改善量子阱结构的能带结构, 提高对载流子的限制能力, 降低阈值电流, 提高饱和功率, 改善器件的性能。
激光器 量子阱结构 应变补偿 lasers quantum well structure strain compensation AlGaInAs/InP AlGaInAs/InP
1 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
2 武汉电信器件有限公司, 湖北 武汉 430074
3 深圳清华大学研究院, 广东 深圳 518000
研究了CH4/H2/Cl2感应耦合等离子体刻蚀技术中的关键工艺参数对刻蚀性能的影响。通过对CH4/H2/Cl2气体流量及流量比的优化，在自行设计的InP/InGaAlAs多量子阱结构的外延片上，实现了一种高速低损耗、形貌良好的Bragg光栅制作方法。基于优化后的工艺参数制作了多周期结构的λ/4相移光栅，实现了单片集成的四波长1.3 μm分布反馈式激光器阵列。该激光器阵列中激光器的阈值电流典型值为11 mA，外微分效率可达0.40 W/A，且实现了边摸抑制比大于46 dB的稳定的单纵模激光输出。研究结果表明优化后的ICP光栅刻蚀工艺具有良好的刻蚀精度和可靠性。
激光器 分布反馈式激光器阵列 感应耦合等离子体刻蚀 片上集成 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 031405
太原理工大学 信息工程学院，山西 太原 030024
在现有近红外检测技术的基础上，设计了一种基于近红外的煤粉发热量检测系统。选取100个煤粉样品建立煤粉发热量的近红外模型，利用验证集的50个样本对模型的精度和稳定性进行了验证分析，结果表明：煤粉发热量的预测值与真实值的相关系数达到0995 8，相对偏差小于2%。系统具有良好的预测精度和稳定性，能够满足对煤粉发热量的快速检测的需求，而且该系统体积小、结构简单、操作方便，具有很好的可移植性。
近红外 煤粉 检测 定量分析 NIR pulverized coal detection quantitative analysis
