研制了1550 nm波段的窄线宽、低噪声混合集成外腔半导体激光器,将保偏光纤布拉格光栅(FBG)作为反馈元件与半导体增益芯片进行耦合,并利用FBG斜边处的大群时延特性将半导体激光器的线宽压窄。所得到的蝶形封装激光器原型器件实现了稳定的单纵模、单偏振激光的保偏输出,在1 kHz处积分线宽为15.9 kHz的输出功率≥30 mW,洛伦兹线宽为4.85 kHz,本征线宽为4.06 kHz,相对强度噪声≤-155 dB·Hz ^-1@1 MHz,偏振消光比>25 dB,无跳模电流调谐范围≥8 GHz,无跳模温度调谐范围≥14 GHz,6 h功率稳定度为1.7%,频率漂移量<50 MHz。

可开/关微棱镜反光膜是一种利用调制反射光（闪光）、为增强显示和夜视应用而研发的新型反光膜，具体有包括集成电润湿散射、集成和外置电润湿光阀、外置液晶光阀和外置液晶散射等五种可行结构和工作机制的可开关微棱镜反光膜。广泛地比较和讨论了5种技术的特性，以期为这种器件未来的发展提供参考。

根据目前多数高功率半导体激光器模块只适合工作在准连续（QCW）状态下的特点，提出了利用光谱方法测量半导体激光器温升进而计算得到热阻的计算方法。该方法具有简单、直观、快捷的特点，同时避开了常规计算热阻方法要求半导体激光器工作在连续状态的局限性。其中在不同占空比、同一工作电流下得到的热阻值一致性较好，更接近文献给出的数值，具有实际应用价值。

半导体激光器阵列的输出光功率密度较低、输出光束质量较差的缺点限制了它的广泛应用。介绍了提高输出光功率密度和输出光束质量的非相干技术波长合成技术、偏振合成技术和空间交叉合成技术的最新进展，对实现各种技术的结构和实验结果进行了综述报道。

测试了半导体激光器阵列的横向波长分布。结果表明,多数阵列的波长分布出现了V型的“凹陷”。这一分布与器件工作温升引起的横向波长分布相反,根据半导体禁带宽度与应变关系的基本理论,说明这一波长分布反映了键合应力的状态。通过对键合应力产生机理的初步分析,提出了线性应力分布模型,很好地解释了现有的实验数据。实验和分析表明,激光器阵列横向波长分布的测量是键合应力探测的一个有用手段。

半导体激光器阵列(LDA)封装过程中引入的应力是影响器件阈值电流、光束特性和寿命的重要因素, 需要一种简单有效的测试半导体激光器阵列应力的方法评估检测器件封装的质量。分析了应力改变电荧光偏振度(DOP)的一系列理论机制, 并通过对条形激光器阵列在荧光条件下偏振特性的测量, 研究了几种不同封装形式的条形激光器阵列的荧光偏振度随外加应力的变化性质。实验表明, 半导体激光器阵列的偏振特性随驱动电流的增加变化明显, 尤其是在阈值电流附近, 偏振特性急剧变化。当有局部外力作用器件时, 器件的荧光偏振度分布明显变化。通过对多个不同材料封装器件的荧光偏振度测试比较, 发现不同的材料和封装形式对管芯引入的封装应力有明显的差别。

太阳能被认为是人类在21世纪将取代传统化石能源的最佳选择之一, 它是一种可以再生的绿色能源。基于近年来所阅读的文献资料, 较为系统地介绍了太阳能发电技术(PV)发展的状况, 包括太阳能电池及相关的光学技术; 并简单介绍世界和我国太阳能产业发展状况和趋势。从国际上的技术进展看, 今后10余年将是太阳能发电技术和产业大发展的时期。预计2020年前后, 太阳能发电将在经济上胜过传统技术而成为电网的主力; 在技术上, 基于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的多重结高效率太阳能电池, 配合大聚焦比光学系统的聚焦型太阳能发电(CPV), 是最有发展前途的方向之一。

用体布拉格光栅(VBG)作为反馈元件与瓦级半导体激光器(LD)以及快轴准直柱透镜构成一个可以将半导体激光器的工作波长稳定在体布拉格光栅布拉格波长处的外腔激光器。测量了体布拉格光栅外腔激光器的波长稳定性与其工作电流、热汇温度、激光束准直装置等因素的关系。分析了波长稳定效果与半导体激光器增益谱特性、外腔结构参量等因素的关系。研究表明,在相同的工作电流、热汇温度下,当准直柱透镜直径为0.4 mm时的波长稳定效果较好;在此情况下,当热汇温度控制在30 ℃,工作电流从0.5 A增加到1.5 A的测量范围内,以及当工作电流固定在1.5 A,热汇温度从20 ℃增加到35 ℃时,测得的光谱特性表明,半导体激光器的工作波长可以很好地稳定在体布拉格光栅的布拉格波长处。与该激光器在同样条件下自由运转的光谱比较,可以看到,自由运转激射波长与体布拉格光栅的布拉格波长差值小于2.6 nm情况下,可以获得很好的波长稳定效果。实验也表明,当该值大于4.8 nm时波长稳定效果变差。

报道了基于双面反射镜的N×N光开关器件。介绍了使用双面反射镜的2×2, 4×4光开关的集成光路设计和工作原理; 采用Benes网络, 以2×2和4×4光开关为基本单元的N×N光开关器件的整体结构, 并根据“一笔画”原理, 分析了4×4, 8×8和16×16光开关矩阵的可重排无阻塞特性和光开关矩阵的光路选择算法。最后, 基于2×2, 4×4光开关技术制备了16×16光开关矩阵。测试表明, 该器件具有良好的插入损耗、回波损耗、串扰和开关时间等性能, 从而验证了设计思想和工艺的可行性。在基于双面反射镜的光开关矩阵中, 双面反射镜的使用大大减少了光开关矩阵中运动镜片的数量, 简化了控制程序, 并有利于提升光开关器件的可靠性能, 有望在中小型光交换机、网络管理和光路测量中获得应用。

根据固体激光器抽运的技术要求，设计了一种具有水冷装置的大功率半导体激光器二维阵列模块，并对半导体激光器热沉和致冷系统的热流进行了分析。在不同占空比下，对该模块进行了测试与分析。该模块的中心波长为810 nm，光谱半峰全宽(FWHM)为2.5 nm，工作电流为110 A(200 μs，10%占空比)，循环水温为15 ℃时输出峰值功率为280 W。结果表明，该封装结构在占空比小于5%时器件工作特性良好，在10%占空比下也可正常工作。利用该模块可以组合成多种几何结构、功率更高的半导体激光器组件。