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单模带间级联激光器(特邀)

光子学报 2023年第10期52卷 30-49页

作者：刘舒曼张锦川叶小玲刘俊岐王利军卓宁翟慎强李远刘峰奇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 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

基于锑化物的带间级联激光器同时具有带间跃迁的高增益和级联结构的高量子效率,是中红外波段重要的相干光源,其功耗低于其它中红外半导体激光器,因而单模带间级联激光器在基于激光吸收光谱技术的高分辨气体检测和化学传感等领域具有很... 详细信息

基于锑化物的带间级联激光器同时具有带间跃迁的高增益和级联结构的高量子效率,是中红外波段重要的相干光源,其功耗低于其它中红外半导体激光器,因而单模带间级联激光器在基于激光吸收光谱技术的高分辨气体检测和化学传感等领域具有很大的优势。目前利用Bragg光栅实现波长选择的单模分布反馈带间级联激光器已经实现商品化,但是,与同样有源区结构的Fabry-Pérot腔带间级联激光器最高600 mW的出光功率相比,单模功率最高55 mW,损耗较大。对几种不同结构的分布反馈带间级联激光器的性能进行对比分析,探讨这类单模中红外激光器损耗的主要来源以及改进思路。此外,介绍了垂直腔面发射和光子晶体带间级联激光器的进展,并与分布反馈带间级联激光器的性能进行比较,讨论其优缺点及适用的场景。

关键词：中红外单模带间级联激光器分布反馈面发射激光器

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单模光纤窄带波分复用器的研究

光学学报 1996年第8期16卷 1137-1142页

作者：黄勇曾庆济上海交通大学光纤技术研究所

由组合波导理论出发，分析了超长耦合器耦合区内光纤间的功率耦合特性以及器件的偏振特性，并提出了研制二波段窄波分单模光纤波分复用器的新方法。在研制常规耦合器的工艺基础上，先后研制成功１３１０ｎｍ或１５５０ｎｍ单窗口窄带波... 详细信息

由组合波导理论出发，分析了超长耦合器耦合区内光纤间的功率耦合特性以及器件的偏振特性，并提出了研制二波段窄波分单模光纤波分复用器的新方法。在研制常规耦合器的工艺基础上，先后研制成功１３１０ｎｍ或１５５０ｎｍ单窗口窄带波分复用器及１３１０ｎｍ和１５５０ｎｍ双窗口等三种复用间隔约１４ｎｍ的窄带波分复用器，其波长隔离度大于２０ｄＢ，具有２～３ｎｍ的带宽。偏振灵敏度小于０．１ｄＢ，附加损耗小于０．５ｄＢ。这些参数是迄今为止所报道的有关窄带波分复用器的最好结果。

关键词：单模光纤窄带波分复用器

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基于飞秒激光直写的单向单模耦合微腔

物理学报 2018年第6期67卷 1-10页

作者：魏伟华李木天刘墨南吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室长春130012 吉林大学物理学院凝聚态物理系长春130012

对具有高Q值的回音壁模式微腔进行调制来获得单向单模输出,对研究腔光力学和开发高质量的微激光具有重要意义.本文对利用飞秒激光直写加工的耦合回音壁模式微腔的研究进行了简要回顾,具体介绍了微腔结构设计、加工过程、激射和耦合机制... 详细信息

对具有高Q值的回音壁模式微腔进行调制来获得单向单模输出,对研究腔光力学和开发高质量的微激光具有重要意义.本文对利用飞秒激光直写加工的耦合回音壁模式微腔的研究进行了简要回顾,具体介绍了微腔结构设计、加工过程、激射和耦合机制研究等.利用飞秒激光直写加工的强大三维图案化能力,灵活地设计实现了具有集成功能的单个微腔和具有不同空间组合位置的多个耦合微腔.基于耦合微腔的微激光具有低阂值,同时显示出良好的单模特性和单向性.结合理论模拟可以证实,微腔与微腔/光栅之间的耦合,一方面支持游标效应和集成滤波两种选模方式,另一方面能够破坏微腔的旋转对称性从而获得单向输出,从而实现了对微腔输出的有效调控.

关键词：耦合微腔飞秒激光直写单模单向激光

三层芯结构在单模大模场面积低弯曲损耗光纤中的应用和分析

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物理学报 2021年第22期70卷 163-171页

作者：郑斯文刘亚卓罗晓玲王丽辉张娜张晶晶金传洋徐丙立屈强陈玲陆军装甲兵学院北京100072

研究并分析了一种采用三层芯结构的单模大模场面积低弯曲损耗光纤.纤芯由纤芯高折射率层、包层低折射率层和下陷低折射率层三层结构构成.系统地分析了三层芯光纤(three-layer-core fiber,TLF)中不同结构参数对基模模场面积及弯曲损耗的... 详细信息

研究并分析了一种采用三层芯结构的单模大模场面积低弯曲损耗光纤.纤芯由纤芯高折射率层、包层低折射率层和下陷低折射率层三层结构构成.系统地分析了三层芯光纤(three-layer-core fiber,TLF)中不同结构参数对基模模场面积及弯曲损耗的影响.研究表明,通过调整三层芯的结构参数,在不牺牲截止波长的前提下,这种TLF可以实现在增大基模有效面积(A_(eff))的同时,将弯曲损耗降到更低.通过调整纤芯中三层芯的结构参量,A_(eff)可以达到100-330μm^(2)甚至更高.此外,在相同模场面积A_(eff)下,三层芯光纤的弯曲损耗可以比普通阶跃型光纤(SIF)要低2-4个数量级.分析表明这种大有效面积、低弯曲损耗三层芯单模光纤在宽带大容量传输、及大功率光纤激光器和放大器中具有重要的潜在应用价值.

关键词：三层芯单模大模场面积弯曲损耗

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囚禁离子与单模场的相互作用

物理学报 2005年第3期54卷 1156-1161页

作者：曲照军柳盛典杨传路烟台师范学院物理系烟台264000

研究了囚禁离子与单模量子辐射场构成的相互作用系统在载波激发 (ωL =ω0 )、红激发 [ωL =ω0 -jν(j=1,2 ,3) ]和蓝激发 [ωL =ω0 +jν(j=1,2 ,3) ]情形下的统计性质 .讨论了系统的态函数随时间的演化关系、光子态和声子态交换的条... 详细信息

研究了囚禁离子与单模量子辐射场构成的相互作用系统在载波激发 (ωL =ω0 )、红激发 [ωL =ω0 -jν(j=1,2 ,3) ]和蓝激发 [ωL =ω0 +jν(j=1,2 ,3) ]情形下的统计性质 .讨论了系统的态函数随时间的演化关系、光子态和声子态交换的条件及相应的离子布居数 ,得到了光子数和声子数的平均值及其方差、光子场和声子场的二阶相干度等量值 .

关键词：囚禁离子声子场光子数布居数二阶相干度态函数相互作用系统单模模场载波

基于布拉格反射镜的单模太赫兹量子级联激光器

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红外与毫米波学报 2023年第6期42卷 796-806页

作者：白弘宙臧善志谭诚王凯甘良华徐刚毅中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学杭州高等研究院物理与光电工程学院浙江杭州310024

常规的分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器中,增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2,以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器(THz-QC... 详细信息

常规的分布式布拉格反射(DBR)半导体激光器中,增益区域所对应的自由谱间距应大于DBR高反射率带宽的1/2,以获得稳定的单模激射。该条件限制了DBR激光器的阈值和功率特性。文章首次提出并实现了基于DBR选模的太赫兹量子级联激光器(THz-QCL),并突破了上述限制。作者所实现的THz-QCL采用脊波导结构,利用解理腔面和DBR反射镜构成谐振腔,利用有源区增益谱较窄的特点,通过调整DBR反射率谱使增益谱与DBR高反射带在频域中部分重叠,从而获得了单模激射的THz-QCL。该方案使得DBR高反射带显著宽于自由谱间距,即显著提高了激光器中增益区域的长度,从而降低阈值并提高功率特性。实验上,作者研制出增益区域长达3.6 mm的DBR激光器,单模激射的频率为2.7 THz,边模抑制比达到25 dB,该激光器的阈值和温度特性与相同材料制备的法布里-泊罗腔多模激光器相当。文章中的工作为实现高性能单模太赫兹量子级联激光器提供了新的研究思路。

关键词：半导体激光器量子级联太赫兹分布式布拉格反射镜单模光子禁带

与压缩真空库耦合的单模腔内三量子点中激子纠缠

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物理学报 2005年第3期54卷 1178-1183页

作者：谭华堂甘仲惟李高翔华中师范大学物理科学与技术学院武汉430079

研究了与压缩真空库场耦合的单模腔中三个量子点中激子间纠缠的动力学行为 .结果表明 :如果不考虑腔模与激子吸收 ,激子演化为纯的纠缠态 .当腔场与一压缩真空库耦合时 ,激子间形成混合三模高斯纠缠态 ;在长时极限下 ,激子态为一稳定的... 详细信息

研究了与压缩真空库场耦合的单模腔中三个量子点中激子间纠缠的动力学行为 .结果表明 :如果不考虑腔模与激子吸收 ,激子演化为纯的纠缠态 .当腔场与一压缩真空库耦合时 ,激子间形成混合三模高斯纠缠态 ;在长时极限下 ,激子态为一稳定的混合三模高斯纠缠态 .通过求解激子的特征函数 ,发现激子态的纯度与纠缠不仅依赖于腔场的初态 ,并且还与库的双光子关联强度密切相关 .

关键词：激子态纠缠态腔场量子点双光子单模极限压缩场耦合初态

掺铒碲基单模光纤的制备及其放大自发辐射光谱

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无机材料学报 2007年第6期22卷 1095-1098页

作者：陈东丹张勤远杨中民姜中宏华南理工大学材料学院光通信材料研究所广州510641

制备了一种新型的可应用于1.5μm通讯窗口宽带放大自发辐射光源的掺铒碲酸盐玻璃单模光纤(EDTF),并分析了其热学性质和光谱特性.该玻璃显示了良好的热稳定性(ΔT>150℃)和匹配的热膨胀系数.采用自制EDTF短光纤,组装了超荧光单程反向结... 详细信息

制备了一种新型的可应用于1.5μm通讯窗口宽带放大自发辐射光源的掺铒碲酸盐玻璃单模光纤(EDTF),并分析了其热学性质和光谱特性.该玻璃显示了良好的热稳定性(ΔT>150℃)和匹配的热膨胀系数.采用自制EDTF短光纤,组装了超荧光单程反向结构光源(SPB),利用波长为980nm的半导体激光器抽运掺Er^(3+)的碲酸盐短光纤,可在1450～1650nm范围获得宽带宽的铒离子放大自发辐射光谱(ASE).研究了光纤长度,泵浦功率等对放大自发辐射光谱的影响.研究结果显示,该碲酸盐玻璃是一种适用于宽带放大自发辐射光源的基质材料.

关键词：宽带放大自发辐射掺铒碲酸盐光纤单模

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浅海声场单模激发的自适应逆控制算法

声学学报 2006年第4期31卷 316-321页

作者：陈剑云吴国清马力中国科学院声学研究所北京100080

提出了一种基于自适应逆控制理论的单模激发闭环控制算法,采用ε-滤波LMS结构,以期望单模声压矢量作为控制指令,并引入抖动信号,通过误差抵消和误差过滤技术,自适应生成对象控制器。计算结果: (1)期望波形能量与均方误差能量之比SER曲... 详细信息

提出了一种基于自适应逆控制理论的单模激发闭环控制算法,采用ε-滤波LMS结构,以期望单模声压矢量作为控制指令,并引入抖动信号,通过误差抵消和误差过滤技术,自适应生成对象控制器。计算结果: (1)期望波形能量与均方误差能量之比SER曲线能较快地达以信噪比SNR为极限的平稳线; (2)控制器c的收敛不以对象Q的自适应准确为前提,即对对象的抖动不敏感。结果表明对于由声源阵列和水听器阵列构成的多输入多输出(MIMO)单模激发控制系统,算法简单、有效,能很好地消除海域对象的扰动和噪声,在浅海波导中激发预期单模。

关键词：自适应逆控制理论控制算法浅海声场单模激发误差能量多输入多输出抖动信号自适应生成 ε-滤波