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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
  • Optoelectronic Information Science and Engineering
  • Materials Science and Engineering
  • Nanomaterials and Technology
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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  • 采用直接调制垂直腔面发射激光器的高容量光城域网中啁啾的影响

    摘要： 直接调制的长波长垂直腔面发射激光器（VCSEL）被考虑用于实现可分片带宽/比特率可变收发器，以支持大容量传输（每波长高于50 Gb/s）的城域系统，其特点是成本、功耗和占用空间更低。分析了采用不同设计（高带宽极短腔和带微机电系统（MEMS）顶镜的宽调谐）的InP VCSEL在离散多音（DMT）直接调制结合25-GHz波长选择开关（WSS）滤波情况下的频率啁啾影响。评估了双侧和单侧带DMT调制的最大传输容量随网状城域网络中交叉节点数量的变化，并将基于VCSEL的发射器性能与使用外部电吸收调制器的情况进行比较。最后，讨论了基于接收光信噪比（OSNR）和光纤跨段长度的最大传输距离。结果表明，即使在存在5个交叉WSS的情况下，直接调制的长波长VCSEL也可用于实现针对每偏振50-Gb/s容量的可分片带宽/比特率可变发射器，适用于由相干检测支持的多跨段掺铒光纤放大（EDFA）城域链路中数百公里距离的传输。

    关键词： 光通信、垂直腔面发射激光器、离散多音调制、城域网、直接调制

    更新于2025-09-23 21:20:04

  • 适用于77K和4K光学数据应用的VCSEL激光器特性

    摘要： 小型垂直腔面发射激光器（VCSEL）在低温数据传输中兼具极低功耗与高可靠性优势。该技术适用于77K工作的焦平面阵列相机，以及4K超导电路数据提取场景?；?至6微米无氧化层小腔体VCSEL的理论分析表明（此类器件在室温下已能高效运行），通过计算77K和4K工况下的激光器响应，可推算出实现低温光链路所需调制速率的偏置条件。温度影响表现为：阈值电流随温度降低而减小，微分增益随温度降低而增大。这两个效应使得小腔体VCSEL只需极低偏置电流即可达到低温光数据链路所需的数据速率。研究还通过改变顶部镜面对数量来分析腔体设计对速率和比特能量的影响。本设计方案与性能预测为开发高效超小型VCSEL阵列（应用于光互连领域）奠定了基础。

    关键词： 垂直腔面发射激光器、低温学、半导体器件、激光物理、高速调制、光数据传输

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用电光热数值模拟研究III族氮化物垂直腔面发射激光器的热设计考量

    摘要： III族氮化物垂直腔面发射激光器（III-N VCSELs）存在严重的自发热问题，这限制了其输出光功率。因此热管理成为关键的设计考量因素。本研究采用先进的自洽电-光-热数值模拟方法，对三种最常见的VCSEL结构（混合式VCSEL、倒装芯片VCSEL和ELOG VCSEL）进行了分析，确定了影响这些器件热阻的关键几何与材料参数。模拟结果表明，部分提出的解决方案和设计改进措施可使最大光输出功率提升高达100%。本文还阐述了在器件设计中正确运用数值模拟的方法——即预测趋势并识别影响器件性能的关键因素。

    关键词： 电光热模拟、热阻、垂直腔面发射激光器（VCSEL）、氮化物半导体、激光二极管、器件建模

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 在{20?21}半极性GaN上制备曲面镜的绿色垂直腔面发射激光器室温连续波工作

    摘要： 我们展示了一种在室温下连续波工作的绿色垂直腔面发射激光器，其具有20微米长的腔体，在{20?21}半极性氮化镓衬底上形成了介质曲面镜。该激光器的发射波长和阈值电流分别为515纳米和1.8毫安。我们还证实，仅通过垂直腔面发射激光器发出的红、蓝、绿三基色光叠加，即可产生白光。

    关键词： 曲面镜、绿光发射、连续波运行、半极性氮化镓、垂直腔面发射激光器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于建模半导体自旋激光器的局域与平均场方法

    摘要： 电泵浦和光泵浦的自旋极化垂直腔面发射激光器（自旋VCSEL）相比传统同类器件似乎具有更优的性能表现。目前其动力学特性研究主要基于包含难以直接关联基础材料参数的有效速率方程框架，因此这类方法并不适用于未来具有理想动力学特性的自旋激光器的精确设计与优化。我们提出一种用于提取自旋翻转模型（SFM）动力学相关参数的方法——该模型被广泛用于描述自旋激光器动力学。该方法基于稳健的局部计算工具与有效模型之间的对应关系，采用基于S矩阵和广义麦克斯韦-布洛赫方程的通用矩阵形式体系来确定腔衰减率、双折射率等参数的近似值，从而能根据需求通过改变激光腔和有源介质的光学特性来调控激光器性能。该方法已在包含12量子阱（QW）限制的现有InGaAs/GaAsP有源区的实际各向异性自旋VCSEL结构上得到验证，并讨论了潜在的有效模型。

    关键词： 各向异性、散射矩阵形式体系、速率方程、自旋激光器、垂直腔面发射激光器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于注入锁定激光器的全光多数表决门

    摘要： 全光计算机始终是一个难以实现的概念。要构建一个等同于电子布尔逻辑的实用计算单元，必须利用能克服诸多光学处理方案缺陷的非线性特性。理想的非线性应能提供完整的逻辑运算集合，并允许在不改变波长或信号编码格式的情况下实现级联运算。本文展示了一种基于垂直腔面发射激光器（VCSEL）的全光多数表决门。通过模拟信号耦合，该方案在1GHz速率下实现了10^-6的误码率（BER），且无需改变波长或信号编码格式。我们通过全加器和3位行波进位加法器电路仿真了注入锁定激光多数表决门的级联运算。最后，利用自旋翻转模型半导体激光器速率方程证明：注入锁定激光器可在稳态下对任意线偏振态执行归一化运算。

    关键词： 非线性、注入锁定激光器、级联操作、垂直腔面发射激光器、全光计算、多数表决门

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于近红外可调谐二极管激光吸收光谱法测定人体呼出气中二氧化碳

    摘要： 通过可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）结合垂直腔面发射激光器（VCSEL）和有效光程20米的多通池，实现了对呼出气中二氧化碳（CO2）的精确监测光谱检测系统。该VCSEL二极管以0.8 mW输出功率发光，通过驱动电流调谐覆盖了CO2在6330.82 cm?1处的强吸收谱线。实验获得0.769%的CO2最低检测浓度，在168秒积分时间内实现了约100 ppm的测量精度。针对健康受试者呼气曲线进行了实时在线测量，发现死腔气和肺泡气体中存在不同浓度值。随着体力活动增强，呼出CO2显著增加，在呼吸代偿开始时达到峰值后直至最大运动量前略有下降。该测量系统在检测与CO2潴留相关的肺部疾病方面具有重要的实际应用潜力。

    关键词： 二氧化碳、人体健康监测、可调谐二极管激光吸收光谱、二氧化碳、垂直腔面发射激光器、呼出气体、TDLAS、垂直腔面发射激光器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 公路岩质边坡光纤地震监测系统

    摘要： 公路岩质边坡稳定性至关重要的地震监测评估。本文提出了一种基于光纤布拉格光栅地震检波器和垂直腔面发射激光器询问器的高速公路岩质边坡精密光纤地震监测系统的设计与实现方案，详细介绍了整体构成、传感器设计和询问方案。现场测试结果表明，该系统在公路岩质边坡稳定性监测方面具有巨大潜力。

    关键词： 光纤布拉格光栅地震检波器，垂直腔面发射激光器，岩质边坡，地震监测

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 半导体盘激光器中波长和泵浦功率相关的非线性折射与吸收

    摘要： 我们表征了垂直外腔面发射激光器（VECSEL）在整个激射波长范围内，非线性折射和吸收随泵浦辐照度的变化关系。当考虑热致激射波长偏移时，观察到非线性折射和非线性吸收的强度均随光泵浦近似线性减小。我们的研究结果对于理解可能由非线性透镜效应驱动的VECSEL自锁模现象具有特别重要的意义。

    关键词： 锁模半导体激光器、Z扫描技术、非线性折射率、垂直腔面发射激光器（VECSELs）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 采用金属/分布式布拉格反射镜混合反射器的高功率垂直腔面发射激光器

    摘要： 提出了一种用于光泵浦垂直腔面发射激光器（VCSEL）的混合金属-半导体分布布拉格反射镜（DBR）的设计与制造方案。该结构可降低串联电阻并提高VCSEL的输出功率。

    关键词： 高输出功率、混合金属反射镜、分布式布拉格反射镜、垂直腔面发射激光器

    更新于2025-09-16 10:30:52