张建
- 作品数：18 被引量：107H指数：6
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- 相关领域：电子电信理学机械工程农业科学更多>>
- 电泵浦垂直外腔面发射激光器振荡特性的理论分析及实验研究被引量：1
- 2013年
- 对具有InGaAs/GaAsP量子阱周期增益结构有源区的980 nm电泵浦垂直外腔面发射激光器(EP-VECSEL)的振荡特性进行了理论分析及实验研究.模拟并分析了耦合腔条件下EP-VECSEL的振荡特性与其分布布拉格反射镜(DBR)及外腔镜反射率之间的关系,并根据理论分析结果对器件结构进行了优化设计.在实验上制备出具有不同外腔镜反射率的EP-VECSEL器件,并对其连续波(CW)振荡特性进行了研究.实验结果表明,有源区直径为300μm的EP-VECSEL器件在外腔镜反射率为90%时阈值电流为1.2 A,注入电流为4 A时连续激光输出功率为270mW;在外腔镜反射率为95%时阈值电流为0.9 A,4 A下输出激光功率为150 mW.实验结果与理论分析结论符合较好,说明本文采用的理论分析方法能有效模拟及优化EP-VECSEL器件的振荡特性.
- 张星宁永强张建伟张建秦莉刘云佟存柱王立军
- 关键词：垂直外腔面发射激光器电泵浦振荡特性耦合腔阈值电流
- 基于载流子注入产热机制的半导体激光器热模型分析被引量：12
- 2012年
- 为解决常用经验计算公式参数复杂、产热项考虑不足等问题,采用优化的激光器热模型分析了激光器连续工作时有源区温度的变化并进行了实验验证。通过分析有源区注入载流子产热机制,建立了替代传统的热源计算公式的经验计算公式,考虑了载流子通过激光器内部渐变异质结时的势垒电阻以提高焦耳热计算精度。制作了电极尺寸为10μm、台面尺寸为20μm的半导体激光器件并对器件热特性进行了模拟。由于未考虑热载流子注入效应,利用传统经验公式得出的有源区热功率密度比提出的优化模型偏低,因而理论模拟的器件内部温升也偏低。对激光器出光特性进行测试,推导出不同注入电流下激光器内部有源区的温升。测量与理论分析对比表明,采用经验公式得出的结果比实际测试结果偏低,而优化的热模型解决了该问题,利用该方法得出的有源区温升与测试结果最大偏差仅为0.2K,且温升随注入电流的变化趋势一致。
- 张建伟宁永强张星张建刘云秦莉王立军
- 关键词：光电子学半导体激光器热模型
- 多层AlGaAs的时间分辨归一化反射率及各向异性反射率谱在线监测及分析被引量：1
- 2012年
- 通过光学在线监测技术对多层AlxGa1-xAs样品生长过程中的生长速率与表面结构进行了分析。描述了选取合适探测光子能量的方法并在线监测了样品生长过程中表面归一化反射率(Normalized Reflectance,NR)和各向异性反射率(Reflectance Anisotropy,RA)随生长时间的变化,得到了样品的时间分辨NR及RA曲线,利用光学干涉原理解释了NR曲线的振荡衰减特性。不同AlxGa1-xAs层NR曲线收敛值随Al组分的单调变化被认为是材料的折射率变化引起的,而RA值随Al组分的增加而增加说明Al原子的并入对表面光学各向异性有影响。通过拟合每一层材料的归一化反射谱振荡曲线得到了各层生长速率,与扫描电镜测试结果差别小于0.02 nm/s。对时间分辨RA曲线分析发现,生长温度对GaAs表面原子结构产生了影响。
- 张建伟宁永强张星张建徐华伟张金龙曾玉刚王立军
- 关键词：在线监测技术MOCVD
- 980nm高峰值功率微型化VCSEL脉冲激光光源被引量：6
- 2016年
- 报道了输出波长980 nm的高峰值功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其微型化脉冲激光光源.通过优化VCSEL单元器件的结构,有效抑制了宽面VCSEL结构中的非均匀电流分布,提高了单元器件的斜率效率,获得了直径400μm,峰值输出功率62 W的VCSEL单元器件;在此基础上,研制出由单元器件组合封装而成的VCSEL"准列阵"子模块以及集成驱动电路的微型化VCSEL脉冲激光光源,该光源在脉冲驱动条件为30 ns、2 k Hz、105 A条件下的峰值输出功率达到226 W,光脉冲宽度35 ns,中心波长979.4nm,斜率效率达到2.15 W/A.
- 高世杰张星张建伟张建宁永强吴坚秦莉佟存柱王立军
- 关键词：垂直腔面发射激光器窄脉冲高峰值功率微型化
- 增益-腔模失配型高温工作垂直腔面发射半导体激光器被引量：12
- 2013年
- 理论分析了温度对垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)工作性能的影响,利用VCSEL的增益-腔模失配理论设计了适用于高温环境下工作的VCSEL外延结构并对该结构进行了外延生长及工艺制备。理论分析表明,采用势垒高度大于0.25eV的量子阱有源区结构可以缓解高温工作时器件的载流子泄漏问题。设计了室温下增益-腔模偏离为11nm的器件结构。理论分析表明,在320K时与器件腔模对应的增益谱波长具有最大的光增益,此时器件具有最小的阈值电流。对分布式布拉格反射镜(DBR)的反射率进行了优化以进一步减小器件阈值电流。采用了一种自平坦化的台面工艺结构制作了7、9、13μm三种不同氧化口径的器件,器件在室温下的阈值电流分别为1.95、2.53、2.9mA,最大出光功率分别为0.31、1.11、1.04mW,并且输出功率的高温稳定性较好。随工作温度的升高,器件阈值电流先减小后变大,在320～330K时器件阈值达到最小值,与理论分析一致。
- 张建伟宁永强张星曾玉刚张建刘云秦莉王立军
- 关键词：激光器垂直腔面发射半导体激光器
- 微型铷原子钟专用795nm垂直腔表面发射激光器被引量：10
- 2014年
- 针对铷(87 Rb)原子钟激励光源微型化和高温工作的特殊需求,设计并制备了对应铷原子能级跃迁的795nm垂直腔面发射激光器(VCSEL)。首先,根据k·p理论计算了InAlGaAs/AlGaAs量子阱的价带能级和材料增益,得到最优的量子阱组分和厚度;然后,采用一维传输矩阵方法设计了795nm波段的布拉格反射器(DBR),根据完整结构VCSEL器件的驻波场分布设计了掺杂分布;最后,采用金属有机气相外延(MOVPE)技术生长了优化的795nm VCSEL外延结构,并制备了氧化限制型非闭合台面结构的795nm顶发射器件。实验显示:封装后的75μm口径器件可在室温至85℃范围内连续工作,最高功率为17mW,激光光束呈圆形,发散角为15°,激射波长的温漂系数为0.064nm/℃;在温度为52℃、注入电流为100mA时,激射波长位于794.7nm(对应铷原子钟需要的波长),基本满足铷原子钟激励光源对波长稳定和高温工作的要求。
- 张建宁永强张建伟张星曾玉刚王立军
- 关键词：垂直腔面发射激光器高温
- 基于混合周期栅网结构的频率选择表面设计研究被引量：2
- 2015年
- 在栅网结构上设计的频率选择表面能够同时实现红外高透过率和毫米波带通的物理特性.为了提高其光学透过率,降低表面电阻,抑制高次衍射能量对光学系成像质量的影响,本文通过分析基于栅网结构的频率选择表面衍射光强和表面电流,提出一种新型基于混合周期栅网结构的频率选择表面.计算及实验结果均表明:在实现稳定的毫米波带通滤波的同时,基于混合周期栅网结构的频率选择表面红外透过率提高了5%以上,表面电阻平均降低了4Ω,有效地抑制了因高次衍射能量集中分布而对红外光学系统成像质量的影响.
- 张建高劲松徐念喜于淼
- 关键词：频率选择表面
- 基于拉曼光谱技术的光栅耦合结构半导体激光器的可靠性分析被引量：3
- 2016年
- 光栅耦合结构的半导体激光器在自由空间光通信、卫星间通信、激光雷达测距、大气环境检测以及医学成像等领域有着广泛的应用前景。为了分析光栅耦合结构的半导体激光器的可靠性,本文基于拉曼光谱技术,对光栅耦合结构的半导体激光器在不同的制备阶段及其成品进行了检测。我们发现,对于未进行任何工艺加工的半导体激光器芯片,GaAs纵向(LO)光学光子模式的振动强而横向(TO)光学光子模式的振动弱;当在GaAs芯片表面生长一层SiO_2膜后,LO模式向长波数方向移动,强度没有变化。当在生长SiO_2膜的GaAs芯片上刻蚀100μm的台面后,GaAs的LO模式的振动减弱而TO模式的振动加强,且峰出现宽化现象;在100μm的台面上刻蚀光栅后,GaAs的LO模式的振动继续减弱而TO模式的变得更强,这说明在光栅耦合激光器的制备工艺过程中引入了缺陷。通过与无光栅的半导体激光器进行对比测试,光栅耦合结构半导体激光器无论出光面上有无缺陷,其拉曼光谱均有缺陷峰存在,进一步证明了在光栅结构的制备过程中,引入了应变或者缺陷,对其可靠性产生了影响,导致光栅耦合结构的半导体激光器可靠性降低。
- 贾鹏秦莉张星张建刘天元门志伟宁永强
- 关键词：激光器拉曼光谱半导体激光器可靠性
- 高色散系数线性渐变滤光片的研制被引量：5
- 2015年
- 采用双离子束溅射物理沉积方法,通过修正线性渐变沉积速率制备了高透过率、高色散系数的线性渐变滤光片。在不同材料的膜厚修正过程中,通过匹配高低折射率材料的线性渐变趋势来减小两种材料的失配误差。利用微小光斑测试方法获得了线性渐变滤光片的线性渐变光谱数据,使用扫描电子显微镜表征了滤光片的表面形貌及微观结构。测试结果表明：制备的线性渐变滤光片各个位置的中心波长峰值透过率均达到85%以上,其工作波长为650~1 050nm,中心波长的线性变化率为20nm/mm,线性度误差在5nm以内,带外截止度在0.1%以下。制备的线性渐变滤光片不仅具有好的光谱特性,也具有良好的稳定性,完全满足滤光片在空间应用时对小型化、集成化和稳定性的需求。
- 张建高劲松李玉东
- 关键词：色散透过率
- 780nm波段低填充因子半导体激光器列阵的光束质量研究被引量：1
- 2016年
- 为了获得高功率高光束质量激光输出,设计并制备了一种780nm波段5发光单元列阵器件,其采用10μm宽窄条形波导,各发光单元中心间距为100μm,填充因子仅为10%。在准连续注入电流由1.2A增加到2.5A条件下,该器件的输出光束侧向光学参量积由0.666mm·mrad增加至0.782mm·mrad。注入电流为2.5A时,该器件实现了单边准连续506mW的高光束质量激光输出。
- 贾鹏秦莉陈泳屹李秀山张俊张建张星宁永强
- 关键词：半导体激光器列阵
