导读:本文包含了激光器结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:半导体激光器,微腔,表面等离激元
激光器结构论文文献综述
张柏富,朱康,武恒,胡海峰,沈哲[1]（2019）在《双凹型谐振腔结构的金属半导体纳米激光器的数值仿真》一文中研究指出近年来,金属半导体纳米激光器作为超小尺寸的光源被广泛地研究,其在光子集成回路、片上光互连、光通信等领域具有潜在的应用价值.随着谐振腔体积的减小,激光器损耗也迅速增加,这阻碍了激光器进一步的小型化.本文提出一种基于双凹型谐振腔的金属半导体纳米激光器结构.该结构具有圆柱形的反射端面和内凹的弯曲侧壁,能够使谐振模式集中于腔中心并减小辐射损耗,从而提升品质因子和降低激光器阈值.本文利用时域有限差分方法数值计算了叁种不同曲线侧壁的双凹腔性能.数值仿真结果表明,相比于传统胶囊型腔结构,本文提出的双凹腔结构的品质因子提高24.8%,激光器阈值电流降低67.5%,能够有效提升激光器性能.该结构在超小型金属半导体纳米激光器领域具有重要应用价值.(本文来源于《物理学报》期刊2019年22期）
周广正,李颖,兰天,代京京,王聪聪[2]（2019）在《垂直腔面发射激光器与异质结双极型晶体管集成结构的设计和模拟》一文中研究指出垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting lasers,VCSELs)和异质结双极型晶体管(heterojunction bipolar transistor, HBT)都是纵向电流器件,可以集成在同一外延片上,通过HBT基极电流调制VCSELs的输出光功率.本文设计了一种VCSELs与HBT集成结构,该结构包括VCSELs和PNP In Ga P/Ga As HBT,为直接串联结构,并利用PICS3D软件模拟了该集成结构的电光特性.为了模拟能够顺利进行,在模型中加入了过渡集电极.首先将HBT导通,电流由发射极流向过渡集电极,然后增大过渡集电极与N型电极之间的电压,使VCSELs导通且把过渡集电极的电流降为零.由于过渡集电极的电流为零,在实际结构中可以将其移除.模拟结果表明,当电流增益系数为400时,基极电流对输出光功率的最大调制率达到280 mW/m A.本文所设计的集成结构及其模拟方法对光电集成器件(opto-electronic integrated circuit,OEIC)具有一定的指导作用.(本文来源于《物理学报》期刊2019年20期）
石俊凯,王国名,纪荣祎,周维虎[3]（2019）在《结构紧凑的双波长连续波掺铒光纤激光器》一文中研究指出多波长掺铒光纤激光器在波分复用光学通信等领域具有广阔的应用前景,引起了大量关注。为了满足不同场合的应用需求,本文报道了一种结构紧凑、基于非线性放大光纤环镜的双波长连续运转掺铒光纤激光器。该激光器采用全保偏光纤结构。除了光纤外,激光腔内只含有波分复用器、2×2光纤耦合器和光纤反射镜3个器件。非线性放大光纤环镜在腔内引入强度相关损耗,当腔内损耗随着入射光强增加而增加时,可以有效抑制腔内激光模式竞争。当强度相关损耗的抑制作用和激光模式竞争达到平衡时,激光器即可实现稳定的多波长输出。在260 mW泵浦功率下,激光器运转在双波长振荡状态,输出波长分别为1 560. 5 nm和1 563. 2 nm,边模抑制比达到46. 8 dB。随着泵浦功率的提高,激光器依次工作在单波长、双波长和叁波长运转状态。该激光器结构简单,操作方便,具有很好的应用前景。(本文来源于《中国光学》期刊2019年04期）
徐飞,程小劲,李超[4]（2019）在《主动镜结构Yb∶YAG激光器的热效应研究》一文中研究指出以主动镜背冷结构Yb∶YAG为研究对象,借助有限元分析软件,并根据Yb∶YAG的叁能级结构特点,系统分析比较了不同泵浦光特性和冷却条件下激光晶体内部稳态和瞬态下的温度及应力分布。分析结果表明,泵浦光的均匀性对激光晶体内部的温度梯度有较大影响,此外,同等泵浦和冷却条件下,瞬态下的温度梯度峰值大于稳态下的温度梯度峰值。分析结果对于固体激光器的设计有一定的借鉴作用。(本文来源于《半导体光电》期刊2019年03期）
文垚[5]（2019）在《基于MOPA结构的200W纳秒脉冲光纤激光器研究》一文中研究指出大功率光纤激光器作为目前工业3D制造加工的重要产品,特别是在增材加工中已经是不可或缺的部件。在率光纤激光器中,脉冲光纤激光器已经是目前科研研究的重点。脉冲主振荡功率放大光纤激光器(MOPA)由于其光束质量好、单脉冲能量大、平均功率高等优点在激光加工领域、医疗健康领域、武器制造、空间光通信领域都有着非常广阔的前景。在目前研究工作中,MOPA结构的光纤激光器在输出光功率、脉冲能量仍有进一步研究的空间。在激光放大的过程中光纤激光器产生的自发放大辐射效应(ASE)、非线性效应(Non-Linear Effect)以及热效应都是阻碍脉冲光纤激光器发展的原因。因此,基于以上研究背景下,本课题基于MOPA脉冲光纤激光系统展开相关研究,课题首先制作一台激光器,然后通过研究光纤激光器放大过程中产生的自发放大辐射和非线性效应,并且研究如何抑制这些效应从而提高平均功率,最终提高系统的光脉冲峰值功率和光束质量,输出纳秒脉冲激光。本文主要做的工作如下:(1)绪论首先介绍了光纤激光器研究的背景,以及该论文研究200 W纳秒脉冲光纤激光器的意义。并且研究了国内外关于纳秒脉冲光纤激光器的相关文献,对于光纤激光器如何产生纳秒脉冲进行了相关的总结。(2)第二章主要以脉冲光纤器的相关知识做出阐述,首先介绍了光纤激光器的基本理论部分,其次介绍了行波放大技术理论、增益光纤模式特性、非线性效应理论研究以及其他影响光纤激光器的因素。(3)第叁章主要详细阐述了基于MOPA纳秒脉冲光纤激光器的关键技术。这部分首先介绍了脉冲光纤激光器工作原理,以及针对光纤激光器中的泵浦耦合技术展开了讨论,还阐述了目前高功率光纤激光器常用的双包层光纤,最后介绍了光纤合束技术的研究现状。(4)最后的实验部分为:对于MOPA结构的高功率纳秒脉冲光纤激光器进行了实验设计,采用种子源+两级级联放大的结构。整个激光器主要由调制半导体激光种子源和一级单模单包层掺镱光纤(10μm/125μm)放大器,以及二级大模场面积掺镱光纤(30μm/250μm)组成。半导体激光种子源的光谱中心波长为1064 nm,调制之后的激光脉冲宽度为可调谐的,范围从10 ns-350 ns,重复频率在200 kHz-1500 kHz范围内可调。激光器采用风冷结构,当半导体激光种子源调制重复频率为200 kHz,脉冲宽度为350 ns时,种子光被一级单包层掺镱光纤放大器放大经过第二级放大结构最后输出为680 mW,经过二级放大后最后输出201.7 W,放大之后光谱中没有出现明显的放大自发辐射现象。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
王巍[6]（2019）在《1.3μm波长直接外延硅基量子点微盘激光器结构设计研究》一文中研究指出随着芯片产业的快速发展,对集成化的要求越来越高,电互连技术已经越来越接近其瓶颈——随着器件尺寸的不断减小,电子器件尺寸已经接近其物理极限,研发尺寸更小的器件需要的成本飞速升高,导致半导体技术的更新增长速度已经放缓。光互连技术具有传输速度快、带宽宽和抗干扰能力强等特点,为硅基集成芯片的发展提供了新的方向。用光电子器件取代电子器件和用光互连取代电互连有望解决片上电互连的瓶颈问题。1.3μm波长正好是光纤的一个低损耗窗口,并且在该波长处,单模光纤的总色散为零。这样,1.3 μm波长区就成了光纤通信的一个理想工作窗口,也是目前光纤通信系统的主要工作波段。硅基半导体技术在硅基电互连的发展过程中已经非常成熟,它被认为是硅基光互连领域最有前景的技术。直接外延硅基III-V族半导体材料的发光性、导电性和掺杂浓度等性能可调,方便我们对器件的各种功能进行调整和优化。除此之外,直接外延的材料生长方式使半导体材料更适合于硅基光电集成和大尺寸生长,有利于批量生产。硅基III-V族量子点微盘激光器具有高品质因数、易集成、低功耗和低成本等优点,作为硅基集成芯片光源具有非常大的优势。迄今为止,硅基微腔激光器的研究领域已经取得了许多重要进展。然而,这些研究主要集中在材料结构、生长过程和器件制备上,缺少从理论上对硅基微腔激光器结构的系统性研究。本论文主要研究了具有波导输出结构的电泵浦1.3 μm硅基InAs/InGaAs量子点微盘激光器光电性能与结构参数的关系。采用时域有限差分方法,分别探究了微盘腔直径、激光器材料包层厚度、刻蚀深度和波导宽度对微盘激光器品质因数和光学模式特性的影响。在此基础上,我们提出了两种新的输出结构,并分别对这两种结构的性能进行研究。最后通过理论分析,得到不同输出结构下微盘激光器的阈值电流。具体工作及研究成果如下:(1)研究了硅基激光器的微盘腔直径与品质因数的关系。对于直径为4 μm-12 μm的微盘腔来说,随着微盘腔直径的增大,品质因数先增后减。当直径为7 μm时,微盘腔的品质因数达到最大值。(2)研究了硅基激光器材料包层厚度对光学模式和品质因数的影响。由于有源区中的TE模可以耦合到上下包层中,并沿z和-z方向传播,这两个模式相互干扰,形成加强或减弱,从而减少或增加包层引起的垂直辐射损失。因此,微盘腔的品质因数随着包层厚度的增大而呈现周期性变化。当激光器材料包层厚度为1.75 μm时,微盘腔的品质因数达到第一个极大值。考虑到实用性与经济性,包层的优化厚度为1.75 μm。(3)研究了刻蚀深度对硅基激光器微盘腔特性的影响。当刻蚀深度为4.53 μm时,品质因数达到最大值,随着刻蚀深度增加,品质因数不再增大。这个现象表明,当刻蚀界面低于下包层与位错阻挡层的界面之后,包层对有源区中光学模式的约束能力不再随着刻蚀深度的增大而改变。因此,微盘腔的优化刻蚀深度为4.53 μm。(4)研究了输出波导宽度对硅基微盘激光器光学模式性质的影响。对于波导直接与微盘腔相连的微盘激光器,随着波导宽度的增加,微盘腔的品质因数迅速降低。由于微盘腔连接波导时,腔内的回音壁模式发生改变,模式分布发生显着变化,导致品质因数突然下降。我们分析得到波导宽度的最优值为0.5μm。(5)提出了两种新的硅基微盘激光器的输出结构。基于传统的总线输出波导结构,我们分别设计了波导与微盘腔重合的总线波导以及单端输出总线波导这两种输出结构,并通过仿真计算分别研究了这两种输出结构的性能。在微盘腔尺寸、激光器材料包层厚度和刻蚀深度一定相同的情况下,这两种结构的激光器的品质因数均在波导宽度为0.5 μm时取得最大值。对于波导与微盘腔重合的激光器结构,当切口宽度为3.5 μm,波导宽度为1.5 μm时,输出波导中的模式具有向上泄露的趋势,这种特性使得该结构适用于垂直耦合输出的结构。(6)从理论上证明上述设计的硅基微盘激光器满足激射要求。根据速率方程和激射条件,分别得到不同输出结构的硅基微盘激光器的阈值电流:对于输出波导直接与微盘腔相连的激光器,其阈值电流约为0.9 mA;对于波导与微盘腔重合的激光器,其阈值电流约为1.05 mA;对于具有单端输出波导结构的微盘激光器,其阈值电流约为1.2 mA。与其他硅基微腔激光器相比,这些阈值电流的值均在可以接受的范围内,表明我们优化设计的硅基微盘激光器可以实现激射。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-31）
陈相材,高伟清,陈亮,徐强,倪陈全[7]（2019）在《线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究》一文中研究指出文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1 km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1 480 nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1 480 nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1 540 nm变化到1 570 nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139～172 mW及196～294 mW范围变化;保持1 480 nm激光器泵浦功率为623 mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。(本文来源于《合肥工业大学学报(自然科学版)》期刊2019年05期）
陈雪[8]（2019）在《265nm深紫外激光器结构设计研究》一文中研究指出深紫外波段的激光器在高密度光数据存储、医疗杀菌、激光显示和卫星通信等领域都有着十分广泛的应用。近几年来国内外的学者及研究机构都对深紫外波段的激光器有着强烈的探索兴趣。目前深紫外激光器选用的是叁元化合物AlGaN材料,通过调控A1N和GaN组成的叁元化合物AlGaN中的A1组分,可以覆盖深紫外波段(220nm～280nm)。本研究的目标是激射出265nm波段的激光器件结构,并在该结构的基础上对器件进行优化,以获得更好的激光输出特性。本论文的主要工作内容如下:介绍了激光器的国内外发展现状,指明该研究方向的意义。并详细探讨了激光器件的工作机制及工作物质—AlGaN材料性质。另外也介绍了对该激光器件进行电学及光学模拟运算所用到的物理方程及其调用的各种模型。本仿真研究的环境是基于CrossLight公司旗下的Lastip软件,所以对该软件的操作流程也做了简单的说明。本论文所设计激光器为功率型激光器,其目标激射波长265nm。先设计了最基本的双异质结构,有源区采用的是Al0.58GaN/Al0.68GaN的量子阱结构。但是此结构生成的光子能量沿器件的有源区分散,为了使输出能量集中,在该结构的P型包覆层上刻蚀脊结构。在该脊型量子阱结构的基础上,首先对有源区中量子阱结构进行了择优选择。通过仿真研究,当量子阱个数为2时对于此器件结构有最大的受激复合速率。但由于电子的迁移率高,电子会越过有源区,针对这种情况,在该器件结构上加入10nm厚的Al0.88GaN电子阻挡层可以有效的抑制电子泄漏。因为刻蚀脊结构相当于减小了空穴区域且本来空穴的迁移率就很低,所以针对P型波导层也分别作了组分和厚度的优化选择,确定了器件结构。得到器件的开启电压为4.5V,阈值电流为33mA,斜率效率为1.417W/A,电光转换效率为32.9%。但是由于AlGaN材料存在着很强的自发和压电极化效应,这种特性会影响器件的输出性能,为了更加接近实际生长出的器件性能,本文也对极化效应对激光器的输出性能做了探讨,考虑极化效应后,激光器的阈值电流升高了 7mA,电光转换效率降低了2.3%,降低了器件的输出性能。采用BN作为新型激光材料,将有源区设计为B0.39GaN/B0.45GaN的新型结构,得到激光器的阈值电流为27mA,斜率效率为1.219W/A,电光转换效率为26%。虽然此结构的光学性能有所下降,但提高了其电学性能,其阈值电流降低了6mA,改善了本研究的深紫外功率型激光器的电学性能,也为日后研究BGaN新型激光器提供了基础。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-05-01）
高颖[9]（2019）在《基于新型结构的长波长中红外光纤激光器》一文中研究指出~3μm波段的中红外激光在国防、医学、环保等方向具有广泛的应用前景,引起了人们浓厚的兴趣。相比于连续和锁模光纤激光器,~3μm波段的调Q光纤激光器可以提供ns或ms脉冲持续时间的能量,在某些特殊应用中是理想的,例如气体传感,塑料和聚合物加工,激光手术刀,无创医学诊断,红外对抗和激光雷达。本文主要研究基于Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺和掺Dy~(3+)氟化物(ZBLAN)光纤的被动调Q脉冲光纤激光器,具体研究内容如下:1.我们对Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤内产生~3μm激光的跃迁经过进行了详细分析,并且建立了基于Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤的被动调Q速率方程。经过数值仿真分析,我们优化光纤长度以及稀土掺杂离子浓度来实现高斜率效率、低激光阈值的激光器,此外还分析脉冲输出特性(重频、脉冲宽度)随泵浦功率的函数关系。当光纤长度为5 m,Ho~(3+)和Pr~(3+)离子掺杂浓度分别为3 mol.%和0.25 mol.%时,可以实现斜率效率和激光阈值分别为32.6%和162.6 mW的光纤激光器。为后续被动调Q Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤激光器的实验进行理论指导。2.在数值仿真的基础上,我们搭建了基于金纳米棒(GNR)的Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤激光器。实验中采用长度为5.2 m,掺Ho~(3+)、Pr~(3+)离子浓度分别为3mol.%和0.25 mol.%的ZBLAN光纤,利用1150 nm激光二极管(LD)作为泵浦源,GNR可饱和吸收体(SA)作为脉冲调制器件。在激励源源功率最大为244.7mW时,得到输出功率最高为20 mW的调Q脉冲,其工作波长为2.868μm,最大重复频率和最小脉冲宽度分别为55.5 kHz和2.12μs。3.为了更好地调制~3μm脉冲,通过改变GNR种子生长过程获得纵横比为~20的大长径比金纳米棒(LAR-GNR),并基于LAR-GNR搭建了可调谐Ho~(3+)/Pr~(3+)共掺ZBLAN光纤激光器。其中,波长调谐器件为平面闪耀光栅。我们分析了体系输出脉冲特性(重频,脉冲宽度)随泵浦源功率以及波长变化的函数关系,在泵浦功率最大为307.2 mW时,波长调谐范围为2834.5~2881.0 nm,输出功率最大为30.8 mW,其最大重复频率和最小脉冲宽度分别为78.12 kHz和2.18μs。4.首先从Dy~(3+)离子在~3μm的发射截面出发分析其长波长宽带调谐的可能性。实验中利用1100 nm LD作为激励源,平面光栅为波长调谐器件,宽带半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为脉冲调制器件以及长度为1.2 m、掺Dy~(3+)离子浓度为0.1mol.%的ZBLAN光纤,获得最大输出功率为171.3 mW的调谐脉冲,其调谐范围2854 nm~2995.6 nm(141.6 nm),是迄今最宽范围的~3μm被动调Q调谐脉冲。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01）
梁静,贾慧民,冯海通,唐吉龙,房丹[10]（2019）在《垂直腔面发射激光器氧化孔结构对器件激射性能的影响》一文中研究指出为实现894.6 nm低阈值、高稳定性、单模激光输出,设计了具有不同台面刻蚀结构的垂直腔面发射激光器(VCSEL)器件,研究了台面直径和氧化孔结构对器件激射性能的影响。研究结果表明:VCSEL台面直径越大,阈值电流越大;氧化孔径越偏向圆形,边模抑制比越高。制备了氧化孔为圆形、直径为4.4μm的VCSEL器件,该器件在70～90℃工作温度及0.6 mA驱动电流下实现了894.6 nm单模激光输出,边模抑制比高于35 dB。(本文来源于《中国激光》期刊2019年03期）
激光器结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting lasers,VCSELs)和异质结双极型晶体管(heterojunction bipolar transistor, HBT)都是纵向电流器件,可以集成在同一外延片上,通过HBT基极电流调制VCSELs的输出光功率.本文设计了一种VCSELs与HBT集成结构,该结构包括VCSELs和PNP In Ga P/Ga As HBT,为直接串联结构,并利用PICS3D软件模拟了该集成结构的电光特性.为了模拟能够顺利进行,在模型中加入了过渡集电极.首先将HBT导通,电流由发射极流向过渡集电极,然后增大过渡集电极与N型电极之间的电压,使VCSELs导通且把过渡集电极的电流降为零.由于过渡集电极的电流为零,在实际结构中可以将其移除.模拟结果表明,当电流增益系数为400时,基极电流对输出光功率的最大调制率达到280 mW/m A.本文所设计的集成结构及其模拟方法对光电集成器件(opto-electronic integrated circuit,OEIC)具有一定的指导作用.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
激光器结构论文参考文献
[1].张柏富,朱康,武恒,胡海峰,沈哲.双凹型谐振腔结构的金属半导体纳米激光器的数值仿真[J].物理学报.2019
[2].周广正,李颖,兰天,代京京,王聪聪.垂直腔面发射激光器与异质结双极型晶体管集成结构的设计和模拟[J].物理学报.2019
[3].石俊凯,王国名,纪荣祎,周维虎.结构紧凑的双波长连续波掺铒光纤激光器[J].中国光学.2019
[4].徐飞,程小劲,李超.主动镜结构Yb∶YAG激光器的热效应研究[J].半导体光电.2019
[5].文垚.基于MOPA结构的200W纳秒脉冲光纤激光器研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[6].王巍.1.3μm波长直接外延硅基量子点微盘激光器结构设计研究[D].北京邮电大学.2019
[7].陈相材,高伟清,陈亮,徐强,倪陈全.线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版).2019
[8].陈雪.265nm深紫外激光器结构设计研究[D].郑州大学.2019
[9].高颖.基于新型结构的长波长中红外光纤激光器[D].电子科技大学.2019
[10].梁静,贾慧民,冯海通,唐吉龙,房丹.垂直腔面发射激光器氧化孔结构对器件激射性能的影响[J].中国激光.2019