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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2020
  • 2019
  • 2018
研究主题
  • 垂直腔面发射激光器
  • 垂直腔面发射激光器（VCSEL）
  • 光互连
  • 氧化
  • 各向异性
  • 光通信
  • 离散多音调制
  • 直接调制
  • 波导
  • 激光驱动器
应用领域
  • 光电信息科学与工程
  • 材料科学与工程
  • 纳米材料与技术
机构单位
  • Beijing University of Posts and Telecommunications
  • Sony Corporation
  • Southeast University
  • Politecnico di Milano
  • ITMO University
  • South China Normal University
  • Ruhr-University Bochum
  • Georgia Institute of Technology
  • Hebei University
  • Université de Toulouse
51 条数据
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  • 非均匀电流注入与半极性(2021ˉ)蓝光GaN基垂直腔面发射激光器的丝状激射（含埋入式隧道结）

    摘要： 在连续波工作模式下，452纳米激光模式的微分效率为（此处原文缺失数值），阈值电流为2.7毫安。研究展示了孔径直径对9λ腔长器件的影响：微分效率随孔径尺寸增大而提升，而当孔径大于10微米时阈值电流密度保持恒定。较大孔径器件中观察到丝状激射现象，推测该模式行为源于孔径内电流注入的非均匀性。光学近场图像与热显微镜图像的关联性为该理论提供了佐证。

    关键词： 垂直腔面发射激光器，半极性，BTJ，氮化镓

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - 加拿大安大略省渥太华(2019.7.8-2019.7.12)] 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - 氧化物限制垂直腔面发射激光器的电学特性

    摘要： 我们基于漂移-扩散模型，对具有p-n结的三维多层半导体激光异质结构中载流子输运过程进行了研究，全面描述了垂直腔面发射激光器（VCSELs）的电学特性。我们重点分析了分布式布拉格反射镜（DBRs）界面渐变结构、DBRs及量子阱（QW）周围层的调制掺杂效应、材料相关的载流子迁移率和复合常数等因素，研究对象为氧化物限制型GaAs/AlGaAs VCSELs。通过评估耗尽电容和扩散电容，我们发现电容的两种构成成分以及微分串联电阻均与注入电流和芯片设计密切相关——这意味着通常情况下VCSEL无法通过等效电路近似模型准确描述。电流分布曲线显示，氧化物限制孔径边缘存在显著的电流密度增大现象（电流拥挤效应），该问题可通过优化设计加以抑制。

    关键词： 电流拥挤、微分电阻、氧化孔径、载流子输运、电容、调制频率带宽、垂直腔面发射激光器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 光子器件用III-V族半导体的可控氧化

    摘要： III-V族半导体的氧化是（单模）垂直腔面发射激光器大规模量产以及最新集成光子器件制造中的关键工艺环节。为推动VCSEL在新兴市场的应用，并维持上述前沿技术的持续发展，必须以更高精度和可靠性控制含铝III-V族半导体埋层选择性侧向氧化形成的光学/电学孔径形貌与尺寸。本文综述了我们近期针对该氧化过程开展的实验研究与模型开发工作，重点揭示其各向异性程度受氧化工艺条件影响，且通过精心设计用于实现埋层氧化的刻蚀台面结构，可有效缓解该各向异性导致的不良形貌畸变。

    关键词： 氧化，垂直腔面发射激光器，波导，氧化铝，各向异性

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第三届电路、系统与仿真国际会议(ICCSS) - 中国南京(2019.6.13-2019.6.15)] 2019年第三届电路、系统与仿真国际会议(ICCSS) - 溶液法制备的泵浦受激垂直腔面发射激光器

    摘要： 本文充分证明，通过独立调节垂直腔面发射激光器（VCSEL）的腔体结构和可溶液加工的CdSe/ZnS量子点（QDs），其特性可实现多样化调控——具有低阈值（8.9 μJ/cm2）、定向输出（光束发散角约10度）及良好稳定性等优势。值得注意的是，该激光波长可覆盖红、绿、蓝三色区域且保持相近阈值，为开发单泵浦源全彩可见光激光器提供了可能。研究结果明确揭示了CdSe/ZnS量子点作为实用激光介质的可行性。

    关键词： 激光器、可溶液加工、垂直腔面发射激光器、量子点

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 多波长氮化镓基表面发射激光器及其设计原理

    摘要： 基于氮化镓的垂直腔面发射激光器（VCSELs）通过巧妙设计的非对称InGaN量子阱（AS-QWs）实现了双波长激光运作。两种激光模式展现出完全正相关的偏振依赖特性，其偏振度高达98%。仅需调节泵浦能量即可连续改变激光输出的组分与强度，使该氮化镓VCSELs具备波长选择与切换功能。理论分析与实验测量表明：光学增益强度、有源层与光场的耦合（即电子-光子相互作用）、载流子隧穿效应及光子再吸收过程对多波长激光机制起关键作用。研究还详细阐述了非对称量子阱与多堆叠尺寸渐变量子点（MS-QD）有源区的设计原理，为氮化镓面发射激光器的可控多波长发射提供指导。这些成果不仅深化了对氮化物微腔系统激光机制的理解，更揭示了此类系统中电子-光子耦合的基本问题。重要的是，这种可控多波长激光运作有望将氮化镓VCSELs拓展至传统技术难以实现的领域，如触发器电路、超高速开关，以及拉曼激光器与传感器等功能器件。

    关键词： 垂直腔面发射激光器、氮化镓、电子-光子相互作用、多波长激光器、设计原理

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热 (2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 基于PT对称性的非厄米宽孔径半导体激光器

    摘要： 本文提出一种新型构型，可将大面积激光器的复杂时空动力学行为调控为明亮光束。最新研究表明，基于局域宇称-时间（PT）对称性的任意非厄米光学势能可通过非对称模式耦合来裁剪和控制光流。我们现对此调控机制在稳定大孔径半导体激光器发射方面的应用进行全面分析——该机制通过同时空间调制折射率与增益损耗分布来实现激光势能的非厄米构型，从而将光场汇聚成明亮窄输出光束。针对垂直腔面发射激光器与大面积半导体激光器开展的数值分析表明：稳定发射光束的强度显著增强且高度集中。该调控机制具有技术可行性，有望推广至其他大孔径及微激光器的辐射调控（这类器件通常发射随机无序的光场模式）。此外，所报道的聚焦效应具有普适性，可拓展至随机与准周期背景势场。

    关键词： 半导体激光器、垂直腔面发射激光器、局域宇称-时间对称性、非厄米性

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [IEEE 2019化合物半导体周(CSW) - 日本奈良 (2019.5.19-2019.5.23)] 2019年化合物半导体周(CSW) - 集成液晶微腔的磷化铟基器件，用于可调谐激光发射或波长选择性光电探测

    摘要： 研究了采用液晶微腔与基于磷化铟材料制备的光电二极管或垂直腔面发射激光器表面单片集成的波长可调谐光子器件。对于这两种器件，我们证明在光电二极管中可实现超过70纳米的波长检测范围调节，在垂直腔面发射激光器中则可实现超过20纳米的发射波长调节范围。

    关键词： 垂直腔面发射激光器、光电二极管、液晶、光通信

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 面向高容量密集波分复用网络的VCSEL技术

    摘要： 长波长垂直腔面发射激光器（VCSEL）技术可为超高速大容量城域系统提供一种低成本、低功耗、小尺寸的发射机替代方案。通过采用直接调制（DM）和离散多音（DMT）等先进调制格式，并利用绝缘体上硅（SOI）芯片上的密集波分复用器（WDM）聚合多个工作在C波段的DM-VCSEL，可实现具有25GHz间隔的多太比特/秒发射机模块[1]。VCSEL直接调制产生的频率啁啾与网络WDM复用器的严格滤波之间的相互作用对传输性能起着关键作用。本文比较了两种长波长InP VCSEL技术的应用：高带宽短腔器件和基于MEMS的宽调谐VCSEL[1]。我们评估了它们在采用DMT调制的直接调制情况下的性能，每个波长提供超过50-Gb/s的容量；通过数字信号处理（DSP）色散（CD）补偿，采用相干检测（COH-D）实现数百公里传输距离。

    关键词： 波分复用、离散多音调制、直接调制、相干检测、垂直腔面发射激光器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年德国慕尼黑激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——非厄米VCSEL中的亮度增强

    摘要： 垂直腔面发射激光器（VCSELs）是一种紧凑高效的光源，适用于多种应用场景。然而由于缺乏横向模式控制机制，这类激光器存在空间光束质量差、固有时空不稳定性以及丝化效应和空间烧孔等非线性失稳问题[1]。因此需要开发新型策略来调控光波动力学以增强VCSELs的稳定性。近年来，非厄米介质已成为实现非对称耦合、单向隐身和单模激射等新功能的灵活平台[2-3]。本研究提出一种获得高亮度窄光束的新型VCSELs稳定机制，该机制通过同时调制折射率与增益损耗分布的空间构型，构建激光势场的非厄米配置。具体而言，我们采用轴对称非厄米势场表达式：n(r)=nR cos(qr)-inI cos(qr-?)，其中nR和nI分别表示折射率与增益损耗调制的振幅，?为两者间的相对相位差。此类势场可通过横向模式间的单向向内径向耦合，将发射光约束在VCSELs中心区域[4]。通过调控折射率与增益损耗调制的相对强度及相位关系，可操纵激光器的波动力学过程，从而输出高亮度强聚焦窄光束。我们采用平均场傍轴模型研究具有非厄米势场的VCSELs时空动力学特性。图1(a,b)分别展示了常规VCSEL与同心圆非厄米构型改进VCSEL的输出光场，呈现出不规则局域图案与稳定局域图案的对比。通过中心强度增强[图1(c)]和场强浓度[图1(d)]评估性能表现，图1(e)给出了典型点的空间动力学过程。稳态强度分布及其横截面显示：由于向内传播波的径向耦合优势，光强在r=0处高度集中，插图中横向场流[图1(e)]直观呈现了这一特性。

    关键词： 垂直腔面发射激光器、折射率、非厄米介质、增益损耗分布、空间调制、亮度增强

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于SiPM的可穿戴近红外光谱接口与脉冲激光源集成系统

    摘要： 我们展示了一种微型化探针的设计方案，该方案将硅光电倍增管与光脉冲电子器件集成于单个2×2平方毫米的CMOS芯片中，芯片包含快脉冲激光驱动器、同步单光子探测电路等功能?？?。光子脉冲既可在片上计数，也可通过时间相关单光子计数（TCSPC）等外部高速电子?？榇?。该集成电路既可组装在印刷电路板（PCB）上，也可集成于1厘米尺寸的2.5D硅中介层平台，并与硅光电倍增管（SiPM）、垂直腔面发射激光器（VCSEL）及电容器、电阻器等辅助元件连接。我们通过集成光学接口来优化小活性区域的光收集和垂直腔面发射激光器（VCSEL）的光发射，这种方案将因显著缩小光极尺寸并消除光纤需求，推动其在临床多领域的应用，并改变近红外光谱（NIRS）硬件设备的商业格局。

    关键词： 近红外光谱技术（NIRS）、时域（TD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）、垂直腔面发射激光器（VCSEL）、硅光电倍增管（SiPM）、光学探头

    更新于2025-09-11 14:15:04