燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室,河北 秦皇岛 066004
针对光频域反射(OFDR)系统中光源调频非线性导致的传感单元定位误差、传感精度低、传感范围窄、系统适应性差等问题,提出了开环校正结合光电锁相环闭环校正电流内调制分布反馈式半导体(DFB)激光器的方法。该方法用于控制DFB激光器连续、快速、大范围频率扫描线性化,使其成为OFDR系统的优质光源,提高OFDR的分辨率。实验结果表明DFB激光器的扫频非线性度由16.55%下降至0.078%,拍频信号中心频率的功率提升了21.1 dB,探测范围由15 m提升至50 m,测量值与实际值的最大误差为3.79 mm,重复性测量的最大标准偏差为112.2 μm。
激光器 分布反馈式半导体激光器 光频域反射 频率扫描线性化 光电锁相环 光学学报
2023, 43(23): 2314001
光子学报
2023, 52(10): 1052403
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 南京大学现代工程与应用科学学院,江苏 南京 210093
3 中国卫星海上测控部,江苏 江阴 214431
4 中国人民解放军陆军工程大学通信工程学院,江苏 南京 210007
双波长激光器腔内模式竞争激烈,因此输出模式的稳定性是双波长激光器的关键参数。从降低双波长激光器中两个主模之间的功率差、提高边模抑制比出发,设计了集成反射区的两段式双波长分布反馈半导体激光器。利用传输矩阵法对激光器的光栅结构进行仿真,分析了反射区光栅对激光器的阈值、主模功率差等参数的影响。根据仿真优化的结果,制作了单片集成两段式双波长分布反馈半导体激光器芯片并进行了测试。测试结果表明两段式结构能够提高双波长激光器的稳定性和边模抑制比,减小两个主模的功率差。在稳定工作的情况下,两个主模功率差可达0.3 dB,边模抑制比大于35 dB。
激光器 双波长激光器 分布反馈半导体激光器 两段式激光器 光子集成 单片集成 光学学报
2023, 43(10): 1014002
混沌光的延时特征(TDS)和带宽(BW)是影响混沌激光应用的两个重要参量,常用来表征混沌光的混沌特性。将具有外腔光反馈的半导体激光器(SL)作为主激光器,将具有相位调制光反馈的SL作为从激光器,并将主激光器输出的混沌光单向双路注入到从激光器中,构成具有外光单向双路注入的相位调制光反馈的SL系统。数值研究了外光注入系数和反馈系数等参数对系统输出混沌光TDS的影响,进而在TDS被有效抑制的参数条件下,对系统输出混沌光的带宽进行了研究。结果表明,用该方案和通过对参数值区间的适当选取可以有效地抑制混沌激光的TDS,并且混沌激光的3 dB带宽最大约为20 GHz。
激光器 分布反馈半导体激光器 混沌激光 相位调制光反馈 延时特征 带宽
1 海军工程大学兵器工程学院,湖北 武汉 430033
2 中国人民解放军91388部队,广东 湛江 524002
3 中国人民解放军92578部队,北京 100161
分布反馈式光纤激光器水听器体积小、灵敏度高,便于复用成阵和布放回收,成为光纤水听器领域重要的一种技术路径。本文对分布反馈式光纤激光水听器国内外研究的探头封装结构及应用进行了综述,根据封装结构的特点,重点介绍了弯曲梁式、侧面压迫式、轴向拉压式三种主要的封装结构及其阵列应用。对国内外主要研究机构的研究指标进行分析,对比了分布反馈式光纤激光水听器不同封装结构的优缺点,并对分布反馈式光纤激光水听器阵列后续的技术发展进行了展望。
光纤光学 探头封装 分布反馈式光纤 光纤激光水听器 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0100002
1 江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏 徐州221116
2 江苏华兴激光科技有限公司,江苏 徐州221300
为提高1342 nm 分布反馈(Distributed Feedback, DFB)半导体激光器的输出功率,设计了三种腔面膜膜系组合。采用电子束蒸发镀膜技术对该激光器进行了腔面镀膜,并测试了其在三种膜系组合下的输出功率。结果表明,采用增透膜为基底(Sub)/Al2O3/Ta2O5/空气(Air)、高反膜为Sub/(Al2O3/Si)3Al2O3/Air的腔面膜膜系组合时,激光器的输出功率最高。前腔面反射率为02%,后腔面反射率为986%。在260 mA的直流电流下,平均输出功率达到了85 mW以上(增加了856%),斜率效率提升了829%。通过采用此膜系组合进行激光器腔面镀膜,可以大幅提升1342 nm DFB半导体激光器的输出功率。
分布反馈 腔面镀膜 输出功率 1342 nm 1342 nm DFB cavity surface coating output power
强激光与粒子束
2022, 34(11): 111005
1 河南仕佳光子科技股份有限公司, 河南 鹤壁 458030
2 中国科学院半导体研究所 半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
为了应对共封装光学(CPO)系统对硅光外置光源提出的高功率、低噪声、低功耗等要求, 设计了一种波长在1310nm附近的AlGaInAs多量子阱(MQW)高功率连续波(CW)分布反馈(DFB)激光器芯片。通过在有源层MQW的下方插入一层InGaAsP远场减小层, 实现光模场向n型包层下移, 减小远场发散角的同时降低了量子阱区的光限制因子和整体的光吸收损耗, 制作的激光器可以实现高斜率效率、非致冷高温高功率工作。测试结果显示, 该激光器在25℃下, 阈值电流为20mA, 斜率效率为0.46W/A, 输出功率为173mW@400mA; 当注入电流为300mA时, 激光器的水平和竖直发散角分别是15.2°和19.1°, 边模抑制比大于55dB, 洛伦兹线宽小于600kHz, 相对强度噪声(RIN)小于-155dB/Hz; 在85℃高温下, 激光器阈值电流为32mA, 输出功率达到112mW@400mA。
共封装光学 连续波 多量子阱 分布反馈激光器 co-packaged optics (CPO) continuous wave (CW) multiple quantum well (MQW) AlGaInAs AlGaInAs distributed feedback (DFB) laser
1 华中科技大学武汉国家光电研究中心,湖北 武汉 430074
2 宁波元芯光电子科技有限公司,浙江 宁波 315000
3 浙江大学信息与电子工程学院,浙江 杭州 310058
4 武汉光迅科技股份有限公司,湖北 武汉 430074
5 中国科学院半导体研究所,北京 100083
介绍一种新型的850 nm单模面发射分布反馈激光器(SEDFB)。采用浅脊波导表面光栅结构提供足够的光反馈,采用含λ/4相移的二阶光栅在实现面发射的同时获得单纵模特性。采用方形氧化孔径构成无源分布布拉格反射镜(DBR)—有源分布式反馈区(DFB)—无源DBR三段结构,从而减小电流注入的有源区体积,获得了与垂直腔面发射激光器(VCSEL)类似的低阈值特性。对于50 μm有源区长度的SEDFB,其阈值电流为1.8 mA,当注入电流为6.5 mA时,SEDFB的边模抑制比(SMSR)高达47 dB。同时,该激光器在注入电流为9 mA的情况下获得了17 GHz的弛豫振荡频率。SEDFB实现了准圆形光斑的面发射输出,其远场光斑发散角的半峰全宽约为21°×26°。
激光器 半导体激光器 面发射激光器 分布反馈激光器 表面光栅 阈值电流 单模 中国激光
2022, 49(12): 1201006