1 中国工程物理研究院 微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200
2 中国工程物理研究院 电子工程研究所,四川 绵阳 621900
3 电子科技大学 电子科学与工程学院,四川 成都 611731
实现了一种基于“对差分”结构的高效率285 GHz三倍频器。相比于传统的基于片上旁路电容的平衡式三倍频电路,这种理念能够将电路的功率容量提高一倍。同时,这种结构的三倍频能够提供高度的幅度和相位平衡性,进而实现更好的直流馈电回路,并通过省去高工艺需求的片上电容而降低了相应的插入损耗。同样,这种电路能够通过“对差分”结构实现偶次谐波的本征抑制,从而保证了在管结数量倍增前提下的更高变频效率。测试结果表明该三倍频器能够在140~210 mW的驱动功率条件下提供12%的最高效率。
平衡式 三倍频器 太赫兹 功率容量 肖特基二极管 balanced frequency tripler THz power handling Schottky diode
江苏大学 电气信息工程学院, 江苏 镇江 212013
针对传统三倍频器输出功率和匹配性能差的问题, 基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺, 提出一种用滤波器作为匹配电路的三倍频器。该三倍频器输出匹配性能好、功率损耗小, 提高了三次谐波的输出功率。对晶体管静态特性进行分析, 进一步提升输出功率。流片后的实测结果表明, 在31.5~36 GHz输出频率范围内, 输入功率为0 dBm时, 最大输出功率为-6.2 dBm, 基波抑制比大于12.35 dBc, 二次谐波抑制比大于8.2 dBc。三倍频器的电源电压为1.8 V, 直流功耗为36.9 mW。核心电路面积为0.35 mm2。
倍频器 三倍频器 巴伦 frequency multiplier tripler Balun CMOS CMOS
1 中国科学院半导体研究所,中国科学院半导体材料科学重点实验室,北京 100083
2 中国科学院理化技术研究所,北京人工晶体研究与发展中心,中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学,北京 100049
本文对新型非线性光学晶体Na3La9O3(BO3)8(NLBO)三倍频产生355 nm紫外纳秒激光的特性进行了研究。以重复频率10 kHz、脉冲宽度10 ns的高功率1 064 nm调Q激光器作为基频光源,采用I类相位匹配的LBO和NLBO晶体分别作为倍频晶体和三倍频晶体,获得平均输出功率152.5 mW的355 nm紫外纳秒激光输出,为目前采用NLBO晶体获得355 nm紫外激光的最高输出功率。本文还研究了NLBO晶体在实现三倍频最佳输出时晶体偏转角度随温度的变化规律,从实验角度对NLBO晶体在不同温度下的三倍频最佳相位匹配角度进行了修正。
非线性光学 NLBO晶体 三倍频 相位匹配角 紫外激光 激光输出功率 nonlinear optics NLBO crystal third harmonic generation phase matching angle ultraviolet laser laser output power
光子学报
2021, 50(10): 1014001
报道了一种利用中心波长为915 nm的激光二极管(LD)泵浦的中心波长为355 nm的高稳定性全固态紫外激光器。在该激光器中,将中心波长为915 nm,线宽为5.3 nm的LD作为泵浦源,端面泵浦Nd∶YVO4晶体,并将两块LBO晶体分别作为二倍频和三倍频晶体。采用V型平凸非稳腔结构和声光调Q方式,获得了稳定运行的中心波长为355 nm的全固态紫外激光器。当重复频率为30 kHz,泵浦功率为45 W时,紫外激光器的输出功率为3.7 W,脉冲宽度约为13 ns,光光转换效率约为8.2%,光束质量因子M2小于1.2且在6 h运行时间内,输出功率稳定性(峰峰值)小于4.5%。
激光器 紫外激光器 915 nm 三倍频 355 nm LBO晶体 激光与光电子学进展
2021, 58(19): 1914003
强激光与粒子束
2021, 33(7): 071003
强激光与粒子束
2020, 32(6): 061002
1 中国科学院理化技术研究所 北京人工晶体研究与发展中心, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
La2CaB10O19(LCB)为可通过Nd∶YAG激光三倍频产生355 nm紫外激光的非线性光学晶体, 其光学性能可与商用化的LiB3O5 (LBO)晶体媲美, 但抗潮解特性优势明显。本文对用LCB晶体实现355 nm紫外激光输出的三倍频产生过程进行了优化设计, 利用走离补偿方法来提高激光输出转换效率。通过在光路中加入沿θ=45°方向切割、厚度为1.2 mm的方解石晶体走离补偿片, 在脉冲宽度为60 ns、重复频率10 kHz的激光参数下实现355 nm输出功率由12 W提升至20 W; 在脉冲宽度为25 ps、重复频率为10 Hz的激光参数下355 nm转换效率由28.3%提升至35.2%。
非线性光学晶体 紫外激光 三倍频 走离补偿 LCB LCB non-linear optical crystal ultraviolet laser third-harmonic generation walk-off compensation
1 中国电子科技集团公司第十三研究所, 河北 石家庄 050051
2 专用集成电路国家级重点实验室, 河北 石家庄 050051
通过单片集成的方法,将工作于太赫兹频段(430 GHz)的三倍频器的各个功能电路集成在厚度为12 μm的砷化镓薄膜单片上,设计、制造太赫兹三倍频集成电路单片。单片结构采用一对反向并联连接的肖特基二极管,构成串联平衡式电路,电路不需要外加偏置电压。平衡式电路只产生奇数次谐波,简化了电路分析和优化过程。电路设计采用三维电磁仿真软件与谐波非线性仿真软件联合仿真场路的方法,准确模拟单片电路的射频特性。将单片电路安装在中间剖开的波导腔体内制成三倍频器进行测试,在430 GHz处测得输出功率为215.7 μW,效率为4.3%。
太赫兹技术 三倍频 反向并联 单片集成 肖特基势垒二极管