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 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心，北京 100083
3 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
为了提高808 nm激光器对固体激光器的泵浦效率，对其波长稳定性进行了研究。阐述了光栅设计的理论基础。将纳米压印、干法刻蚀及湿法腐蚀工艺相结合，制备了含有一阶光栅的808 nm分布反馈（DFB）激光器阵列。在准连续条件（脉宽为200 μs，频率为20 Hz）下对所制备的激光器进行性能测试。测试结果表明：所制备的808 nm DFB激光器阵列的发射波长随温度的漂移系数为0.06 nm/℃，温度锁定范围可达70 ℃（-10~60 ℃），随电流的漂移系数为0.006 nm/A。
激光器 锁定 808 nm 激光器阵列 一阶光栅
1 山东大学，新一代半导体材料研究院，晶体材料国家重点实验室，济南 250100
2 山东华光光电子股份有限公司，济南 250101
3 济南大学物理科学与技术学院，济南 250022
针对高功率808 nm激光器泵浦源的应用需求，设计并制备了InGaAsP/GaInP材料体系的无铝有源区半导体激光器。使用双非对称的限制层及波导层结构，降低了P侧材料的热阻及光吸收。优化了金属有机化学气相沉积(MOCVD)中As和P混合材料的生长条件，制备出界面陡峭的四元InGaAsP单晶外延薄膜。制作的激光器室温测试阈值电流为1.5 A，斜率效率为1.26 W/A，10 A下的功率达到10.5 W，功率转换效率为58%。连续电流测试最大功率为23 W@24.5 A，准连续电流测试最大功率为54 W@50 A，没有产生灾变性光学损伤(COD)。在15 A电流加速老化下，激光器工作4 200 h未出现功率衰减及COD现象，说明制备的无铝有源区808 nm激光器具有高可靠性的输出性能。
无铝材料 高可靠性 非对称 泵浦源 半导体激光器 Al-free material high reliabile InGaAsP InGaAsP 808 nm 808 nm asymmetric pump source semiconductor laser diode
1 山东华光光电子股份有限公司, 山东 济南 250101
2 济南大学物理科学与技术学院, 山东 济南 250022
3 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
通过对大功率激光器腔面光学灾变损伤的研究, 分析了激光器腔面镀膜的损伤机理。为了提高激光器的输出功率, 采用TiO2替换Si作为高折射率材料, 建立非标准膜系降低电场强度, 同时优化膜层材料的粗糙度, 并采用离子源进行清洗和助镀, 有效提高了激光器的腔面光学灾变损伤阈值。结果表明, 所制作的808 nm激光器, 最大连续输出功率达到13.6 W。
激光器 光学灾变损伤 腔面镀膜 808 nm波长
Author Affiliations
Abstract
1 上海大学理学院物理系, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
The optical parametric chirped pulse amplification (OPCPA) near the 800 nm wavelength has gained significant popularity in the recent years. This can be attributed to the development of laboratory-scale Ndglass lasers with their associated second harmonic generation (SHG), the mature nonlinear crystal growth technology, and the commercialized mode-locked Tisapphire oscillator. In this study, the characteristics of the 808-nm centered broad bandwidth signal OPCPA based on potassium dideuterium phosphate (DKDP) crystals are investigated. The phase mismatch in DKDP crystals for different deuteration levels of 0~99% is studied and a numerical simulation of the high energy optical parameric amplification (OPA) process with the considerations of absorption and several high deuteration levels is presented. Results show that the broadband bandwidth OPCPA at 808 nm can be obtained when the deuteration level is more than 90%.
非线性光学 808 nm 光参量啁啾脉冲放大 氘化率 磷酸二氢钾 相位失配 nonlinear optics 808-nm optical parametric chirped pulse amplificat deuteration potassium dideuterium phosphate phase mismatch Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 081901
Author Affiliations
Abstract
1 上海大学理学院物理系, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
The optical parametric chirped pulse amplification (OPCPA) near the 800 nm wavelength has gained significant popularity in the recent years. This can be attributed to the development of laboratory-scale Ndglass lasers with their associated second harmonic generation (SHG), the mature nonlinear crystal growth technology, and the commercialized mode-locked Tisapphire oscillator. In this study, the characteristics of the 808-nm centered broad bandwidth signal OPCPA based on potassium dideuterium phosphate (DKDP) crystals are investigated. The phase mismatch in DKDP crystals for different deuteration levels of 0~99% is studied and a numerical simulation of the high energy optical parameric amplification (OPA) process with the considerations of absorption and several high deuteration levels is presented. Results show that the broadband bandwidth OPCPA at 808 nm can be obtained when the deuteration level is more than 90%.
非线性光学 808 nm 光参量啁啾脉冲放大 氘化率 磷酸二氢钾 相位失配 nonlinear optics 808-nm optical parametric chirped pulse amplificat deuteration potassium dideuterium phosphate phase mismatch Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 081901
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京100049
3 焦作大学 机电工程学院, 河南 焦作454000
4 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州215163
为了实现808 nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)的高功率输出, 对808 nm VCSEL的 分布式布拉格反射镜(DBR)结构材料进行了优化设计, 分析了AlxGa1-xAs材料中Al组分对于折射率与吸收的影响, 并最终确定了材料。采用非闭合环结构制备了2×2 VCSEL列阵。通过波形分析法对VCSEL列阵的功率进行了测量: 在脉冲宽度为20 ns、重复频率为100 Hz、注入电流为110 A的条件下, 最大峰值功率为30 W; 在脉冲宽度为60 ns、重复频率为100 Hz、注入电流为30 A的条件下, 最大功率为9 W。对列阵的近场和远场进行了测量, 激光器垂直发散角和水平发散角半高全宽分别为16.9°和17.6°。
高峰值功率 垂直腔面发射激光器 列阵 high peak power 808 nm 808 nm VCSEL arrays
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春130033
2 中国科学院大学， 北京100049
为了研究温度对808 nm InGaAlAs垂直腔面发射激光器(VCSEL)列阵输出特性的影响，通过变温塞耳迈耶尔方程计算了InGaAlAs量子阱VCSEL的温度漂移系数。采用非闭合环结构，制备了2×2 的808 nm垂直腔面发射激光器列阵，每个单元的出光口径为60 μm。通过热沉温度调节，对不同温度下的列阵激射波长、光功率以及阈值电流进行了测量。在温度为20 ℃、脉宽为50 μs、重复频率为100 Hz的脉冲条件下，列阵的最大输出功率达到56 mW，中心光谱值为808.38 nm，光谱半宽为2.5 nm，连续输出功率达到22 mW。通过变温测试，发现输出功率在50 ℃以上衰减剧烈，列阵的温漂系数为0.055 nm/℃。实验测得的温漂系数与理论值保持一致。
垂直腔面发射激光器 列阵 温漂特性 808 nm 808 nm VCSEL arrays temperature shift
1 天津市中国医学科学院生物医学工程研究所，天津 300070
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息工程系，天津 300072
本文通过评估 635/808双波长低强度激光照射对术后病人创口愈合的影响，以给临床应用提供病例参考。随机选取外科手术治疗的非恶性肿瘤患者 60例，试验组和对照组各 30例。试验组使用 635 nm/808 nm双波长激光辅助切口治疗，对照组以波长 635 nm的 He-Ne激光辅助治疗。激光器发出两路激光对受试者切口部位进行照射治疗，一路波长为 (635±5) nm，光功率密度 1~6.5 mW/cm2，另外一路波长为 (808±5) nm，光功率密度为 11~32 mW/cm2。激光照射治疗开始于手术结束 24 h之后，每天一次，每次照射 15 min，至治疗终点 (出院或切口愈合拆线)，双波长激光器最大功率密度控制在 40 mW/cm2以下(可调节)，最大能量密度在 36 J/cm2以下(可调节)。He-Ne激光器输出功率最大为 100 mW, 每天一次，每次照射 15 min，至治疗终点 (出院或切口愈合拆线 )。试验表明， 635/808双波长低照度照射能够促进创口愈合，治疗效果好于 He-Ne激光器。
低照度激光照射 创口愈合 He-Ne激光器 LILI 635 nm /808 nm 635/808 nm wound healing He-Ne laser
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态重点实验室， 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院， 北京 100049
为实现垂直腔面发射半导体激光器（VCSEL）在808 nm波长的激射，对VCSEL芯片的整体结构进行了设计。基于应变量子阱的能带理论、固体模型理论、克龙尼克潘纳模型和光学传输矩阵方法，计算了压应变InGaAlAs量子阱的带隙、带阶、量子化子能级以及分布布拉格反射镜（DBR）的反射谱，从而确定了量子阱的组分、厚度以及反射镜的对数。数值模拟的结果表明，阱宽为6 nm的In0.14Ga0.74Al0.12As/Al0.3Ga0.7As量子阱，在室温下激射波长在800 nm左右，其峰值材料增益在工作温度下达到4000 cm-1；渐变层为20 nm的Al0.9Ga0.1As/Al0.2Ga0.8As DBR，出光p面为23对时反射率为99.57%，全反射n面为39.5对时反射率为99.94%。设计的顶发射VCSEL结构通过光电集成专业软件（PICS3D）验证，得到室温下的光谱中心波长在800 nm处，证实了结构设计的正确性。
激光器 垂直腔面发射激光器 量子阱 数值模拟 分布布拉格反射镜
