张立森
- 作品数：10 被引量：31H指数：3
- 供职机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程领域前沿项目吉林省科技发展计划基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学机械工程金属学及工艺更多>>
- 一种高光束质量二维垂直腔面发射激光器列阵
- 一种高光束质量二维垂直腔面发射激光器列阵，属于半导体激光器件技术领域涉及的激光器列阵。要解决的技术问题：提供一种高光束质量二维垂直腔面发射激光器列阵。解决的技术方案包括面电极、中心区单一单元激光器件，第一圆环单元激光器件...
- 李特宁永强刘云秦莉王立军张岩张立森
- 文献传递
- 高光束质量大功率垂直腔面发射激光
- 大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)在激光泵浦、激光测距、激光雷达等领域有广泛的应用前景，本文针对大功率VCSEL单管及列阵器件面临的主要问题分别给出了解决方案，分别研制出具有高峰值功率及高光束质量的VCSEL单管及列...
- 宁永强张星秦莉刘云王伟张立森王贞福王立军
- 关键词：垂直腔面发射激光器大功率高光束质量微透镜窄脉冲
- 文献传递网络资源链接
- 808nm InGaAlAs垂直腔面发射激光器的结构设计被引量：9
- 2011年
- 为实现垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)在808 nm波长的激射,对VCSEL芯片的整体结构进行了设计。基于应变量子阱的能带理论、固体模型理论、克龙尼克-潘纳模型和光学传输矩阵方法,计算了压应变InGaAlAs量子阱的带隙、带阶、量子化子能级以及分布布拉格反射镜(DBR)的反射谱,从而确定了量子阱的组分、厚度以及反射镜的对数。数值模拟的结果表明,阱宽为6 nm的In0.14Ga0.74Al0.12As/Al0.3Ga0.7As量子阱,在室温下激射波长在800 nm左右,其峰值材料增益在工作温度下达到4000 cm-1;渐变层为20 nm的Al0.9Ga0.1As/Al0.2Ga0.8As DBR,出光p面为23对时反射率为99.57%,全反射n面为39.5对时反射率为99.94%。设计的顶发射VCSEL结构通过光电集成专业软件(PICS3D)验证,得到室温下的光谱中心波长在800 nm处,证实了结构设计的正确性。
- 张艳宁永强张金胜张立森张建伟王贞福刘迪秦莉刘云王立军
- 关键词：激光器垂直腔面发射激光器数值模拟分布布拉格反射镜NM
- 大功率垂直腔面发射激光器列阵的热模拟及优化被引量：1
- 2012年
- 对垂直腔面发射激光器的产热情况进行了分析,简化了热源,建立了列阵的热传导模型,利用Comsol Multiphysics软件对模型进行了模拟计算。通过改变底发射列阵的单元直径和间距,对列阵的温升进行了计算。研制了4×4、5×5和8×8三种不同尺寸的列阵,功率分别为580,1 440,2 100 mW,对应功率密度分别为115,374,853 W/cm2。通过光谱的波长漂移计算出4 A时的温升分别为120,58,38℃。采用小孔径单元制作的列阵可以有效地降低列阵单元间的热串扰,获得高功率输出。
- 张立森宁永强刘迪张星秦莉刘云王立军
- 关键词：大功率
- 高功率高光束质量980nm垂直腔底面发射激光器被引量：1
- 2010年
- 报道了优化p面电极的高功率高光束质量980nm垂直腔底面发射激光器(VCSEL).采用数学模型对VCSEL的电流密度进行了模拟计算,发现电流密度分布由氧化孔直径和p面电极直径决定.确定氧化孔直径后,优化p面电极直径可以实现电流密度的均匀分布,抑制远场光斑中高阶边模的产生.将p面电极直径优化为580μm,制作的600μm的VCSEL远场发散角从30°减小到15°,优化器件的阈值电流和最高输出功率都略有增加.通过改进器件封装方式后,器件输出功率达到2.01W,激射波长为982.6nm.
- 张岩宁永强王烨刘光裕张星王贞福史晶晶王伟张立森秦莉孙艳芳刘云王立军
- 关键词：垂直腔面发射激光器高功率远场分布
- 二维光子晶体的完全带隙被引量：9
- 2011年
- 为了研究二维光子晶体完全带隙的规律,采用平面波展开法模拟了4种结构二维光子晶体,在固定光子晶体周期常数a的情况下,研究完全带隙随柱半径r的变化规律。研究发现,六角晶格空气孔型光子晶体的完全带隙出现在r=0.42～0.50μm的范围,最大带隙宽度Δω1=0.08(ωa/2πc);方形晶格空气柱型光子晶体在r=0.47～0.50μm范围内存在完全带隙,带隙宽度Δω2=0.02(ωa/2πc)。完全带隙中心频率随r的增加而增加。六角周期和方形周期的GaAs介质柱型光子晶体不存在完全带隙。
- 刘光裕宁永强张立森王伟孙艳芳秦莉刘云王立军
- 关键词：光子晶体平面波展开法完全带隙
- 高功率窄脉冲垂直腔面发射激光器n-DBR反射率的优化被引量：3
- 2012年
- 从理论上研究了n型分布布拉格反射镜(n-DBR)的反射率对器件阈值电流、输出功率以及转换效率的影响,得出了最佳反射率。在此基础上研制了垂直腔面反射激光器(VCSEL)单管和阵列器件,采用波形分析法对VCSEL器件的功率进行了测试。在脉冲宽度60ns,重复频率100Hz条件下,500μm口径单管器件在注入电流为110A时,峰值输出功率达102W,功率密度为52kW/cm2,4×4、5×5阵列器件在100A时,功率分别达到98W和103W。对比了单管器件在连续、准连续和脉冲工作条件下的输出特性和光谱特性,连续和准连续条件下激射波长的红移速率分别为0.92nm/A和0.3nm/A,6A时的内部温升分别为85℃和18℃,而脉冲条件下激射波长的红移速率仅为0.0167nm/A,6A时的温升为1.5℃,远小于连续和准连续的情况,这也是器件在脉冲条件下能得到很高输出功率的主要原因。
- 张立森宁永强张星刘迪秦莉张金龙刘云王立军
- 关键词：激光器垂直腔面发射激光器窄脉冲高功率自热效应
- 高光束质量大功率垂直腔面发射激光被引量：4
- 2012年
- 大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)在激光泵浦、激光测距、激光雷达等领域有广泛的应用前景,但目前的常规激光器材料结构尚未针对大功率激光输出进行优化设计。特别是为获得大功率激光输出所采用的大出光窗口导致的激光光束质量劣化成为限制其应用发展的核心问题之一。针对上述问题对激光器材料结构与器件结构进行了两方面的新结构设计和研制:(1)以实现大功率激光输出为目标,材料结构设计上对出光窗口一侧的N-DBR反射率进行了调整,以具有99.3%反射率的n-DBR替代常规结构中所采用的99.7%以上反射率。与常规材料结构相比,采用优化后的材料结构制备的直径500μm出光孔径的单管器件在注入电流110 A时激光输出功率达到102 W,而单元出光窗口直径100μm的5×5阵列在100 A电流下的激光输出功率为103 W,单元直径为140μm的8×8阵列在130 A注入电流下的激光输出功率达到115 W;(2)针对大出光窗口导致的光束质量劣化,通过湿法化学刻蚀研制了直接集成在出光窗口表面的微透镜结构,单元出光窗口直径为90μm的6×6阵列器件在4 A注入电流下的激光光束发散角压缩到6.6°,与未集成微透镜时的14.8°相比有了大幅改善。实验结果表明:降低n-DBR反射率及集成微透镜结构有效地改善提高了大功率垂直腔面发射激光的输出功率和激光光束质量。
- 宁永强张星秦莉刘云王伟张立森王贞福王立军
- 关键词：垂直腔面发射激光器大功率高光束质量微透镜窄脉冲
- 反射各向异性谱在线监测852nm半导体激光器AlGaInAs/AlGaAs量子阱的MOCVD外延生长被引量：2
- 2012年
- 研究了生长温度和中断时间对AlGaInAs/AlGaAs量子阱外延质量的影响,并使用金属有机化合物汽相沉积(MOCVD)外延生长了AlGaInAs/AlGaAs量子阱和852nm半导体激光器。通过使用反射各向异性谱(RAS)和光致发光谱在线监测和研究了AlGaInAs/AlGaAs界面的外延质量。研究结果表明高温生长可以导致从AlGaInAs量子阱层到AlGaAs势垒层的In析出现象。通过优化生长温度和在AlGaInAs/AlGaAs界面处使用中断时间,可以有效抑制In析出,从而获得AlGaInAs/AlGaAs陡峭界面。使用优化后的外延生长条件,外延生长了整个852nm半导体激光器,使用RAS在线监测了激光器的外延生长过程,可以有效地分辨出不同外延层和生长阶段。
- 徐华伟宁永强曾玉刚张星张建伟张建张立森
- 关键词：激光器ALGAINAS
- 1060nm高功率垂直腔面发射激光器的有源区设计(英文)被引量：3
- 2012年
- 对1 060 nm高功率垂直腔面发射激光器的有源区进行了理论计算和设计。对比了GaAsP、GaAs和AlGaAs三种不同材料的垒层所组成的高应变InGaAs量子阱的性能。为了确定有源区阱层和垒层的参数,考虑了自热效应对功率的影响,使得模型更加精确可靠。发现所设计的In0.28Ga0.72As量子阱的阱宽和阱数的最佳值分别为9 nm和3个,输出功率可以达到瓦级。另外,对比了三种不同垒层的温度特性,结果显示,使用GaAsP垒层的器件在高温下具有更高的功率和更好的温度稳定性。最后,利用MOCVD生长了InGaAs/GaAsP量子阱并测试了其PL谱,实验数据与理论结果符合得很好。
- 张立森宁永强曾玉刚张艳秦莉刘云王立军曹军胜梁雪梅
- 关键词：垂直腔面发射激光器瓦级INGAAS
