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光电子．激光 1999年第1期10卷 9-13页

作者：陈维友刘式墉吉林大学电子工程系

本文以激光器单模速率方程为基础，针对ＤＦＢ－ＬＤ推导了光子寿命与激光器内部损耗及端面出射损耗的关系，以及端面出射光功率与平均光子密度的关系，给出吸收光栅（ＡＧ）增益耦合（ＧＣ）ＤＦＢ－ＬＤ电路模型。

关键词：吸收光栅增益耦合 dfb-ld 电路模型激光器

Wide Absorption Spectrum Measuring Methods by dfb-lds in Water Vapor Detection System

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Photonic Sensors 2014年第3期4卷 230-235页

作者： Y. N. LIU J. CHANG J. LIAN Q. WANG G. P. LV W. J. WANG Z. LIU X. Z. LIU S. S. ZHANG Z. L. WANG S. JIANG C. G. ZHU W. WEI B.N. SUN School of Information Science and Engineering and Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology andApplication Shandong University Jinan 250100 China Institute of Automation Shandong Academy of Sciences Jinan 250014 China

Two measuring methods of the wide absorption spectrum by distributed feedback laser diodes （dfb-lds） are presented in detecting the water vapor absorption line. One is the subsection scanning method, and it takes advantage of the wide spectrum tuning range by the temperature modulation and fast spectrum tuning speed by current modulation. Specifically, this method is realized by dividing a target spectral region into several sections which correspond to the specific temperature of dfb-ld, scanning every section by current modulation for hundreds times, and averaging the data to raise the signal to noise ratio （SNR）, then combining all sections to get the whole spectrum. An accuracy of 10ppmv had been obtained in the measurement of water vapor with a 10-cm path length by this method. Another is data fitting method, based on the absorption line-shape function; the absorption line can be described by fitting with partial measured data. The fitting absorption line was fitted well with the measured data, and the square of correlation coefficient （R-square） was no less than 0.99.

关键词： dfb-ld wide spectrum subsection scanning data fitting water vapor detection

Gas Absorption Center-Based Wavelength Calibration Technique in QEPAS System for SNR Improvement

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Photonic Sensors 2018年第4期8卷 358-366页

作者： Zongliang WANG Jun CHANG Qi LIU Cunwei TIAN Qinduan ZHANG School of Physics Science and Information Technology and Shandong Key Laboratory of Optical CommunicationScience and Technology Liaocheng University Liaocheng 252000 China School of Information Science and Engineering and Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology andApplication Shandong University Jinan 250100 China

A simple and effective wavelength calibration scheme is proposed in a quartz enhanced photoacoustic spectroscopy （QEPAS） system for trace gas detection. A reference gas cell is connected an InGaAs photodetector for detecting the absorption intensity peak caused by the gas to calibrate the gas absorption center using distributed feedback laser diode （dfb-ld） with sawtooth wave driver current. The gas absorption wavelength calibration and gas sensing operations are conducted at a special internal to eliminate the wavelength shift of dfb-ld caused by the ambient fluctuations. Compared with the conventional wavelength modulation spectroscopy （WMS）, this method uses a lower lock-in amplifier bandwidth and averaging algorithm to improve signal noise ratio （SNR）. Water vapor is chosen as a sample gas to evaluate its performance. In the experiments, the impact of sawtooth wave frequency and lock-in amplifier bandwidth on the harmonic signal is analyzed, and the wavelength-calibration technique-based system achieves a minimum detection limit （MDL） of 790ppbv and SNR with 13.4 improvement factor compared with the conventional WMS system.

关键词： QEPAS dfb-ld wavelength calibration fiber gas sensor

Low Distortion 1.31μm AlGaInAs/InP MQW dfb Laser Module for CATV Systems

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Semiconductor Photonics and Technology 1999年第2期5卷 92-95页

作者： YANG Xin-min, LIU Tao, ZHOU Ning, JIN Jin-yan, HUANG Tao, WANG Chang-hong, LI Tong-ning (Wuhan Telecommunication Devices Co.,Wuhan 430074,CHN) 武汉电信器件公司湖北武汉

A high power and low distortion 1.31 μm AlGaInAs/InP multiquantum well distributed feedback laser diode (MQW dfb ld) with RWG structure has been developed by MOCVD technique. The fiber output power of butterfly packaged module with optic isolator P f is more than 10 mW, threshold current is in the range of (13～20) mA, slope efficiency, E s>0.30 W/A and side mode suppression ratio, R S,M,S >35 dB. The composite second order, O C,S 51 dB.

关键词： CATV dfb-ld Low Distortion MQW CLC number:TN248.4 Document code:A

分布反馈式半导体激光器主动稳频技术的实验研究

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分布反馈式半导体激光器主动稳频技术的实验研究

作者：张明富天津大学

学位级别：硕士

分布反馈式半导体激光器(dfb-ld)以其直接高速调制特性、低成本、可批量生产等优势已成为激光应用领域的研究热点。但是dfb-ld的输出光频率易受工作温度、注入电流噪声的影响,在工作中通常会存在着几百MHz的频率漂移,这就限制了dfb-ld... 详细信息

分布反馈式半导体激光器(dfb-ld)以其直接高速调制特性、低成本、可批量生产等优势已成为激光应用领域的研究热点。但是dfb-ld的输出光频率易受工作温度、注入电流噪声的影响,在工作中通常会存在着几百MHz的频率漂移,这就限制了dfb-ld在相干精密检测中的应用。因此,研究获得高频率稳定性的dfb-ld具有重要的应用价值和现实意义。本文针对激光器频率稳定度这一指标,对1.5μm波段的dfb-ld开展的具体研究内容和所取得的研究成果如下:(1)综述了主动稳频半导体激光器的研究现状和各种稳频系统后,确定了用吸收光谱稳频技术构成闭环dfb-ld稳频驱动回路,实现稳频目的。(2)采用边频锁定原理,设计了基于模拟电路的稳频系统方案。在稳频系统中,(1)用定制的低气压HCN气室(2.4 Torr)作为频率基准,(2)用模拟除法器替代常规减法器产生高灵敏度的鉴频信号,(3)将dfb-ld、驱动电路和稳频光电反馈电路集成为稳频驱动电路集成模块,大幅度地提升了稳频效果。以上三点也是本文的稳频系统方案的三个新颖之处。(3)为了定量地表征闭环时dfb-ld稳频系统的频率稳定度,通过将稳频后的dfb-ld模块与高频率稳定度的光纤飞秒光学频率梳进行拍频,得到了dfb-ld的输出光在波长1548.958 nm处的秒级频率稳定度为2.34×10,相比稳频前的秒级频率稳定度3.67×10提升了两个数量级,实现了dfb-ld的稳频的预期指标。

关键词：边频锁定技术 dfb-ld 模拟除法器 H13C14N气室稳频驱动电路集成模块

2μm锑化物分布反馈半导体激光器的光栅制备与研究

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2μm锑化物分布反馈半导体激光器的光栅制备与研究

作者：刘丹丹长春理工大学

学位级别：硕士

2～5μm红外波段拥有两个“大气窗口”,分别为2～2.5μm波段与3.5～5μm波段。在此波段内的激光由于具有较低的散射与吸收,因而在空间点对点通信、空间探测等方面拥有重要的应用前景。与此同时光纤通信系统的发展迅速,导致了对高速、远... 详细信息

2～5μm红外波段拥有两个“大气窗口”,分别为2～2.5μm波段与3.5～5μm波段。在此波段内的激光由于具有较低的散射与吸收,因而在空间点对点通信、空间探测等方面拥有重要的应用前景。与此同时光纤通信系统的发展迅速,导致了对高速、远距离的光通信光源要求越来越高。分布反馈激光器（dfb-ld）成为了高边模抑制比的首选光源。而锑化物半导体激光器激射波长可在1.7μm.5μm范围内调节。因而,锑化物材料是研制中红外激光器的不可或缺的选择。本文通过对2μm锑化物dfb-ld工作理论的分析和内部结构模拟设计,得出适合2μm锑化物dfb-ld的布拉格光栅的阶数、光栅的周期、光栅的深度、占空比等各项参数,并对锑化物的湿法腐蚀的机理进行分析实验,最后通过全息光刻方法湿法腐蚀制作出二阶布拉格光栅。制作出2μm锑化物dfb-ld工作的布拉格光栅并对制备出的布拉格光栅通过扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope）和原子力显微镜（Atomic Force Microscope）对光栅的周期、占空比、深度及表面形貌进行了表征,表征出的制作的二阶布拉格光栅,光栅周期为528nm、占空比为0.25、光栅深度为109nm适合、光栅的表面形貌平整均匀,光栅形状为理想的正弦型光栅。具有完美的表面形貌,表明所制备的光栅能够满足二次外延生长和2μm锑化物dfb半导体激光器对二级布拉格光栅的要求,这说明可以对锑化物分布反馈半导体激光器二次外延制作内置布拉格光栅起到指导性的作用。

关键词：锑化物 dfb-ld 布拉格光栅湿法腐蚀全息光刻

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二阶光栅分布反馈半导体激光器的研制

二阶光栅分布反馈半导体激光器的研制

作者：叶淑娟中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,自由空间的光通信、相控阵激光雷达等许多新领域,对高功率,窄线宽、小发散角的相干激光的需要越来越大,致使近年来改善高功率激光器的光束质量成为一个热门课题。二阶光栅分布反馈半导体激光器(dfb-ld)依靠二阶光栅... 详细信息

随着科学技术的发展,自由空间的光通信、相控阵激光雷达等许多新领域,对高功率,窄线宽、小发散角的相干激光的需要越来越大,致使近年来改善高功率激光器的光束质量成为一个热门课题。二阶光栅分布反馈半导体激光器(dfb-ld)依靠二阶光栅特殊的衍射效应,实现模式控制和表面、端面出光,得到高功率,高光束质量的面发射分布反馈半导体激光器(SEdfb-ld)和宽条型二阶分布反馈半导体激光器(dfb-ld)。本文主要完成了结构设计,理论分析,数值模拟和光栅的制作等工作,为以后的相关工作提供了有益的参考。为实现上百上千瓦的高功率、高光束质量相干激光,本文分析了被动锁相和主动锁相的优缺点,设计出了两种结构简单,集成度高的锁相结构,即互注入锁相SEdfb-ld阵列和单片集成外腔锁相SEdfb-ld阵列。此外,为改善半导体激光器横模和纵模特性,把侧向周期性变化的光栅结构和曲线型光栅引入半导体激光器,制成新型器件。用修正的耦合模理论和传递矩阵模型对二阶dfb-ld进行了理论分析。并对出射波长为940nm的二阶dfb-ld进行模拟,得到占空比σ.4时,光子密度在腔内分布比较均匀,边模抑制比达到46dB。当σ=0.4时,表面发射的外微分量子效率达到20%,远场发散角达到0.2°(1.5倍的衍射极限);当σ=0.43时,端面发射的外微分量子效率达到40%。因此,可以分别制作占空比为0.4的SEdfb-ld和0.43的dfb-ld。结合边发射半导体激光器和垂直腔面发射半导体激光器的制作工艺,加入二阶光栅制作步骤,给出了一套完整的二阶dfb-ld的制作工艺流程。在激射波长为940nm的芯片上,利用波长为355nm双光束曝光系统进行全息光刻,在1HCl:1H3PO4:30H2O的腐蚀液中常温腐蚀80s,得到深度为70nm的均匀正弦光栅条纹,为下一步器件的制作奠定了基础。

关键词：二阶光栅分布反馈半导体激光器 SEdfb-ld dfb-ld 高功率高光束质量

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高功率高速率FSLC发射单元的研究

高功率高速率FSLC发射单元的研究

作者：岳炜长春理工大学

学位级别：硕士

随着科技发展的日新月异,自由空间激光通信(FSLC)已经成为现代通信技术发展的新热点。虽然至今尚未真正实现星际间正式通信,但是空间激光通信技术的可行性问题已经得到验证。以前顾虑的发射功率小、接收灵敏度低、捕获和瞄准要求高,热... 详细信息

随着科技发展的日新月异,自由空间激光通信(FSLC)已经成为现代通信技术发展的新热点。虽然至今尚未真正实现星际间正式通信,但是空间激光通信技术的可行性问题已经得到验证。以前顾虑的发射功率小、接收灵敏度低、捕获和瞄准要求高,热和机械稳定性要求高等关键技术近几年已取得明显进展。高功率、高速率的激光通信发射系统是空间激光通信的重要组成部分,而高速率调制技术中的DBF—ld和EDFA又是整个激光通信发射系统的重中之重。本论文对卫星与飞机间激光通信发射系统进行了介绍。通过对几种激光通信发射方式的比较,得出最适合1550nm通信波段的发射系统。并着重对其重要光放大器件EDFA的工作原理及其各项性能指标要求进行了具体的研究分析,制定了设计方案。同时分析了PPM编码调制方式。根据空间光通信中EDFA的仿真,结果表明,泵浦功率和输出信号功率的近似成线型关系,级联DEFA结构可以将光信号功率放大到空间光通信系统所要求的数量级该系统能够达到预想功能,并通过优化DEFA结构来降低系统误码率(BER)具有很大意义,实现比较高质量的激光通信。

关键词：自由空间激光通信(FSLC) dfb-ld 级联EDFA PPM 误码率