一、我研制成半导体量子级联激光器（论文文献综述）
马德正[1]（2021）在《表面周期性电注入实现增益耦合半导体激光器的研究》文中进行了进一步梳理二十一世纪是信息时代,信息学科和信息产业的迅猛发展离不开微电子技术、光电子技术、通信技术、计算机科学与技术以及自动化、精密机械等科学技术综合发展。分布反馈（DFB）半导体激光器作为微电子器件的重要元件,以其单模成品率高、光电转化效率高、窄线宽、易于单片集成、可直接调谐的特性逐步成为光纤通信、医疗、材料加工等日常生活领域不可或缺的重要光源。传统的折射率耦合（Index-Coupled）DFB半导体激光器存在模式简并的问题,尽管引入λ/4相移光栅可以实现单模、窄线宽的激光输出,但在激光器内部不均匀的光子分布会导致空间烧孔效应,大大影响激光器的输出特性。另一种方案为增益耦合（GC,Gain-Coupled）DFB半导体激光器,其主要优势在于高的增益对比、单模成品率高以及由于驻波效应带来的高稳定性,但是传统的增益耦合DFB半导体激光器需要高精度的光栅刻蚀技术以及二次生长外延技术,这使得激光器的制作成本与工艺难度大幅增加,不利于其大批量生产和广泛应用。因此,本论文创新性的提出采用普通i-line光刻技术和等离子刻蚀技术,利用较为简单的芯片制造工艺,设计并制备1045 nm纯增益耦合DFB半导体激光器,实现了低阈值、高效率、高稳定性的单模激光输出。由于纯增益耦合激光器的内部增益耦合效应系数较小,激光器内部F-P效应显着,容易加剧激光器内部的模式竞争,导致激光器的输出模式不稳定,出现多模输出的现象。为了实现波长的精准锁定,创新性的提出了基于不同倾斜角度的795 nm纯增益耦合半导体激光器倾斜波导阵列。通过物理模型的建立、模拟仿真以及器件制备,从实验和理论上分析并验证了倾斜波导增益耦合半导体激光器的输出特性与对应的倾斜角度之间的关系,并且通过改变倾斜角度实现了一定的可调谐性能,对未来倾斜波导的结构设计有着重要意义。具体的研究内容及研究成果如下:（1）建立具有增益耦合机制的半导体激光器物理模型,根据耦合模理论与传输矩阵的方法对激光器内部原理进行分析,通过COMSOL Multiphysics、Rsoft、Matlab等商业软件进行模拟仿真,计算激光器内部的载流子分布、增益曲线、耦合系数以及光场分布,并根据仿真的结果对激光器的相关参数进行优化,获得了器件结构的优化方案。（2）设计并制备了表面周期性电注入实现激射波长在1045 nm的纯增益耦合分布反馈半导体激光器。利用周期性电极实现了有源区内部载流子的周期性分布,进而实现了较大的增益对比,对折射率的虚部进行了调制,最终实现了纯增益耦合机制。器件的阈值电流为40 m A,在240 m A的电流下的输出功率达51.9m W（HR和AR镀膜）,远超过文献中报道的单模增益耦合DFB半导体激光器（单腔面输出功率15.42 m W）。斜率效率达0.24 W/A,超过钛金属表面光栅增益耦合分布反馈半导体激光器（约0.11 W/A）的2倍。单模区间的范围内,最大边模抑制比超过35 d B,最窄线宽为1.12 pm,远低于文献报道的侧向耦合光栅的结构（约160 pm）以及高阶表面光栅型（线宽小于40 pm）增益耦合分布反馈半导体激光器。器件采用了和法布里-珀罗激光器几乎同样的工艺流程,大幅简化了增益耦合DFB半导体激光器的制作方法,对其大规模制造加工和广泛应用有着重要的推动作用。（3）设计并建立了倾斜脊形波导的物理模型,通过改变脊形波导的倾斜角度来改变有效光栅周期。通过COMSOL Multiphysics软件进行模拟仿真,得到了倾斜角度与激光器腔面反射率的关系,计算了倾斜波导所带来的激光器腔面损耗,进一步分析由于倾斜波导所引起的对激光器性能的影响。与传统的分布反馈激光器不同,倾斜波导纯增益耦合半导体激光器的输出特性与腔面反射率相关,倾斜角度越大,腔面反射率越小,也就意味着激光器的输出峰值功率随着倾斜角度的增加而减小,阈值电流随倾斜角度的增加而增大。（4）制备倾斜脊形纯增益DFB半导体激光器,来验证倾斜波导所带来的对激光器输出性能的影响。通过设计不同的倾斜角度来实现不同光栅周期,不同角度的光栅周期对应于激光器不同的激射波长,从而实现了激光器的可调谐特性。器件被解理成2 mm腔长,包含设计的5种倾斜角度,分别为0°、0.39°、1.86°、2.60、3.65°。在20℃的测试结果表明,5种倾斜角度的波导所制成的激光器的输出功率均超过了30 m W,输出光谱的边模抑制比均超过30 d B,波长的覆盖范围从789.392 nm到798.048 nm,共8.656 nm,覆盖了铷原子泵浦的吸收峰。验证了倾斜波导纯增益耦合半导体激光器输出峰值功率随着倾斜角度的增加而减小,阈值电流随倾斜角度的增加而增大的分析结果。另外测试的结果还表明倾斜波导的应用会降低激光器的波长随电流的漂移系数,提高激光器稳定性。本文提及的表面周期性电注入实现的增益耦合半导体激光器均是采用与FP激光器相似、较为简单的工艺制备技术。与目前采用精密光刻技术或二次外延制备方式相比,其优点在于制备工艺简单、容差大、可重复性高,能够满足工业化批量生产的需求。本文提及的表面周期性电注入增益耦合分布反馈半导体激光器的性能参数指标满足应用需求,但是其成本低和生产周期较短,在军事国防、工业生产加工、光通信、医疗美容等领域具有巨大的商业价值和应用前景。
马越[2]（2020）在《基于近红外量子点LED及椭球结构的气体检测系统》文中认为量子点是一种新型的纳米材料,具有出色的光学性能,其发射波长可以通过其尺寸大小进行调整,通常具有光致发光量子产率高,尺寸依赖等独特的性质。近红外光的背景干扰小,穿透深度大,这使得近红外量子点在生物成像应用中具有优势。发射波长在近红外通信窗口内的量子点则有望应用在通信领域。近红外发光量子点可以应用于发光二极管,生物学,发光太阳能聚光器,掺杂玻璃/光纤和光学传感等方面。量子点由于其狭窄的半高全宽,宽吸收,高光致发光量子产率和尺寸可调发射等特性在制造发光二极管方面引起了广泛的关注。随着经济快速发展,我国工业化、城镇化进程加快,大气污染成为难以避免的严重问题。近年来,我国空气质量改善缓慢,大气污染物的排放总量长年居高。温室气体的排放会造成温室效应,使全球气温上升,威胁人类生存。因此,控制温室气体排放已成为全人类面临的一个主要问题。工业生产中会用到一些有害危险或易燃易爆的气体,因此,在环境监测、工业生产和煤矿安全等方面常常需要对特定的气体进行识别并检测其浓度。实际应用中多种气体在环境中通常共存,因此研究一种可同时检测多种气体的气体检测系统尤为重要。红外光谱法因其灵敏度高、选择性强、性能稳定、干扰小、使用寿命长等优点,得到了广泛的应用。本工作中设计了基于红外光谱检测法的气体检测系统,利用气体可吸收特定波长的光的特性,根据光谱吸收,反演出气体浓度。使用近红外量子点LED组成阵列作为光源,通过调节量子点的尺寸使其发光或吸收峰分别覆盖近红外区域内多种气体的特定吸收频率,可以用于同时检测多种气体。在光源与探测器之间设计了椭球反射器结构,可以使光强度提高,差分信号增强,从而提高气体检测系统的性能。同时,设计的基于近红外量子点LED及椭球结构的气体检测系统小型便携,具有良好的应用前景。具体如下:1、近红外量子点的合成与表征合成了PbSe量子点,并对其发光光谱、吸收光谱和TEM等方面进行表征。2、近红外胶体量子点LED制备与性能分析基于蓝光Ga N发光二极管,采用Pb Se量子点荧光粉进行光转换,制备了Pb Se量子点发光二极管,3、椭球反射器模型的建立和仿真优化建立椭球反射器模型,通过仿真计算选择优化的参数4、气体检测系统的建立和性能测试使用近红外量子点LED组成阵列作为光源,将光源置于椭球反射器的一个焦点上,气体探测器置于椭球反射器的另一个焦点上,参考探测器紧邻气体探测器。组成气体检测系统进行气体实验,测试系统对不同气体的灵敏度、精度、选择性等性能。
刘欣[3]（2019）在《中国物理学院士群体计量研究》文中指出有关科技精英的研究是科学技术史和科学社会学交叉研究的议题之一,随着中国近现代科技的发展,中国科技精英的规模逐渐扩大,有关中国科技精英的研究也随之增多,但从学科角度进行科技精英的研究相对偏少;物理学是推动自然科学和现代技术发展的重要力量,在整个自然科学学科体系中占有较高地位,同时与国民经济发展和国防建设密切关联,是20世纪以来对中国影响较大的学科之一;中国物理学院士是物理学精英的代表,探讨中国物理学院士成长路径的问题,不仅有助于丰富对中国物理学院士群体结构和发展趋势的认识,而且有助于为中国科技精英的成长和培养提供相关借鉴;基于此,本文围绕“中国物理学院士的成长路径”这一问题,按照“变量——特征——要素——路径”的研究思路,引入计量分析的研究方法,对中国物理学院士这一群体进行了多角度的计量研究,文章主体由以下四部分组成。第一部分（第一章）以“院士制度”在中国的发展史为线索,通过对1948年国民政府中央研究院和国立北平研究院推选产生中国第一届物理学院士,1955年和1957年遴选出新中国成立后的前两届物理学学部委员、1980年和1991年增补的物理学学部委员、1993年后推选产生的中国科学院物理学院士、1994年后的中国科学院外籍物理学院士和中国工程院物理学院士,及其他国家和国际组织的华裔物理学院士的搜集整理,筛选出319位中国物理学院士,构成本次计量研究的样本来源。第二部分（第二至九章）对中国物理学院士群体进行计量研究。首先,以基本情况、教育经历、归国工作,学科分布、获得国内外重大科技奖励等情况为变量,对中国物理学院士群体的总体特征进行了计量分析;其次,按照物理学的分支交叉学科分类,主要对中国理论物理学、凝聚态物理学、光学、高能物理学、原子核物理学这五个分支学科的院士群体特征分别进行了深入的计量分析,对其他一些分支交叉学科,诸如天体物理学、生物物理学、工程热物理、地球物理学、电子物理学、声学、物理力学和量子信息科技等领域的院士群体的典型特征进行了计量分析,分析内容主要包括不同学科物理学院士的年龄结构、学位结构、性别比例,在各研究领域的分布、发展趋势和师承关系等;再次,在对各分支交叉学科物理学院士的基本情况和研究领域计量分析的基础上,对不同学科间物理学院士的基本情况进行比较研究,对中国物理学院士研究领域和代际演化进行趋势分析。第三部分（第十章）在第二部分计量分析的基础上,总结归纳出中国物理学院士的群体结构特征、研究领域和代际演化的趋势特征。中国物理学院士的群体结构呈现整体老龄化问题严重,但近些年年轻化趋向较为明显,整体学历水平较高,同时本土培养物理学精英的能力增强,女性物理学院士占比较低但他们科技贡献突出,空间结构“集聚性”较强,但近些年这种“集聚性”逐渐被打破等特征;中国物理学院士的研究领域呈现出,物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力,应用性较强的研究领域产业化趋势明显,当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密等趋势特征;中国物理学院士的代际演化呈现出,新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展,20世纪80年代以来物理学院士研究兴趣与国家政策支持相得益彰,21世纪以来物理学院士个体对从事学科发展的主导作用越来越大等趋势特征。第四部分（第十一章）通过分析中国物理学院士群体的计量特征得出中国物理学院士的成长路径。宏观层面,社会时代发展大背景的影响一直存在,国家发展战略需求导向要素有所减弱,国家科技管理制度的要素影响有所增强,中国传统文化对物理学院士成长潜移默化的影响;中观层面,物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强,空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱,师承关系的影响主要体现于学科延承方面;微观层面,性别差异对物理学家社会分层的影响很弱,年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响,个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强;可见中国物理学院士受社会时代背景、中国传统文化的影响一直存在,受国家发展战略需求的导向影响有所减弱,而受物理学学科前沿发展和物理学家个人研究兴趣的导向逐渐增强,进而得出中国物理学院士的社会分层总体符合科学“普遍主义”原则的结论。最后,在中国物理学院士的群体发展展望中,提出须优化中国物理学院士年龄结构和培养跨学科物理科技人才,辩证看待中国物理学院士空间结构的“集聚性”和师承效应,发挥中国物理学院士的研究优势弥补研究领域的不足,增加科研经费投入和完善科技奖励机制,不断加强国家对物理学的支持力度等建议,以促进中国物理学院士群体的良性发展和推动我国从物理学大国发展为物理学强国。
汪鹏飞[4]（2019）在《高速宽带OCT扫频光源关键技术研究》文中研究说明光学相干层析成像（OCT,Optical Coherence Tomography）技术因其具有无辐射和高分辨率等优点受到相关领域学者的重视,并已成为研究热点。扫频光源对提高OCT成像质量起到至关重要的作用,同时扫频光源还可用于吸收光谱、活性介质增益光谱的精确测量和光纤光栅的解调等方面。本文基于傅里叶域锁模,光缓存等光学原理,研究了多种提高OCT扫频光源的扫频范围和扫频速率的关键技术。本文主要研究内容和结果如下:（1）对可以满足高速扫频光源所需的F-P可调谐滤波器驱动单元进行研究,解决常规函数信号发生器驱动时存在的驱动信号功率不足的问题。通过对滤波器内部压电陶瓷的位移-电压关系和实际扫频光源光谱特性的研究,确定以正弦波信号作为驱动F-P可调谐滤波器进行高速扫描的技术方法。（2）对基于量子阱半导体光放大器（SOA,Semiconductor Optical Amplifier）级联与单量子点SOA的窄瞬时线宽扫频光源进行研究。SOA与环形腔在系统中整体作用相当于增益介质和泵浦源,故该光源属于波长可调谐激光器。两型扫频光源的中心波长均为1310 nm,瞬时线宽小于0.03 nm,扫频速率为4 kHz,半高全宽分别为80 nm和72 nm,输出光功率分别为20 mW和8.1 mW且具有低偏振相关性。（3）针对高速大自由光谱范围的F-P滤波器、SOA、傅里叶域锁模（FDML,Fourier Domain Mode Locking）等技术,研制基于QW-SOA级联的高速扫频光源和基于QW-SOA与QD-SOA并联的高速宽带扫频光源,两型扫频光源扫描速率均为101 kHz,扫频范围分别95 nm和110 nm,QW-SOA与QD-SOA并联后的光谱宽度为318 nm,光功率分别为14.8 mW和7.8 mW,瞬时线宽均为0.1 nm。（4）将高速扫频光源的与光学缓存装置结合,设计并研发两型基于光学缓存装置的高速扫频光源。分别为基于环腔外光学缓存的高速扫频光源和基于环腔内光学缓存的高速扫频光源,研制过程中需要特别针对扫频光源的占空比进行调节。最终环腔外光学缓存高速扫频光源描速率为202 kHz,描范围为95 nm,平均输出光功率降为6.3 mW,瞬时线宽0.1 nm。环腔内高速扫频光源的扫描速率为202 kHz,扫描范围为95 nm,平均光功率7.5 mW,瞬时线宽为0.1 nm。
郝丽君[5]（2019）在《基于二维取杰光栅和新型微纳结构的光子集成设计和研究》文中指出随着5G时代的到来以及云存储、云计算等技术在人们生活中不断的深入和发展,大规模的信息交换、数据处理与传输对光通信系统提出了更高的要求——传输速率和容量的进一步提高。由传统的分立光子器件构成的光通信网络已经难以满足这一需求,光子集成芯片通过将分立的光子器件集成在同一芯片上,可以有效减小体积、降低功耗、提高传输速率。随着光子集成芯片集成度的不断提高,光收发模块传输速率从2017年的100 Gb/s向2020年400 Gb/s的目标不断前进。然而,光子集成芯片技术仍然面临巨大的挑战,为了提高光通信网络传输速率,适用于大规模集成的稳定且单模性好的激光光源的研究以及增加传输信道数的波分复用技术（Wavelength division multiplexing technology,WDM）以及模分复用技术（Mode division multiplexing,MDM）等复用技术的发展,是下一代光通信网络研究的重点。本论文基于二维取样光栅,对光子集成芯片中的分布式反馈激光器（Distributed feedback laser,DFB）进行优化设计,致力于提高DFB激光器的单模特性和稳定性,使其更好地应用于大规模集成。同时,还研究设计了基于MDM技术的多波长模式转换器以及宽带紧凑型模式转换器。论文对二维取样光栅以及新型微纳结构进行了模拟仿真和理论计算,为之后的器件设计提供理论指导。论文取得的主要研究成果如下:（1）论文提出了一种对制备容差度高、可以精确实现目标响应的光栅设计方案。在重构等效啁啾技术的基础上,论文通过理论分析发现,在均匀基本光栅上叠印二维取样图案,可以在其傅里叶级次子光栅中等效实现所需目标响应。光子集成器件因为纳米量级光栅结构变化的制备难度大而难以大规模应用发展。二维取样光栅可以利用微米量级取样结构的设计去实现对纳米量级目标响应的等效实现和精确控制,对光子集成器件的设计具有重要的意义。同时论文简要说明了用于对光栅及微纳结构进行物理建模仿真的数值计算方法比如时域有限差分算法（Finite-difference time-domain,FDTD）和本征 模式 展开法（Eigenmode expansion method,EME）。（2）论文提出了两种可以在基于重构等效啁啾技术（Reconstruction equivalentchirp,REC）的DFB激光器中提高单纵模特性的光栅结构:交错取样光栅和倾斜取样光栅。论文发现二维光栅比如交错光栅和一定倾斜角的倾斜光栅可以抑制布拉格反射。利用这一光学特性,论文所设计的取样光栅结构,可以实现保持工作级次如-1级傅里叶子光栅为均匀π相移光栅实现滤波选频,而同时抑制会造成激光器双模造成性能不稳定的0级子光栅。论文利用FDTD仿真了这两种二维取样光栅的透射与反射特性并在在硅基（Silicon-on-Insulator,SOI）波导上验证了交错取样光栅的光谱特性。通过二维取样光栅提高了 DFB激光器的单模特性,更适用于设计制备大规模高集成度的可调谐DFB激光器阵列。（3）基于二维取样光栅,论文设计了在氮化硅波导中的多波长模式转换滤波器。论文通过理论分析发现,倾斜取样光栅可以将目标光栅的周期和倾斜角的误差容忍度提高一个数量级以上,从而可以实现对于目标响应的精确控制。论文同时验证了基于二维取样光栅的大功率激光器和光纤传感器等光子器件。论文利用三维FDTD仿真了模式变换滤波器的反射谱与透射谱并基于倾斜取样光栅分别设计得到了双波长模式变换器以及三波长模式变换器。通过改变取样光栅周期和角度可以实现对模式变换波长和转换效率的调节。（4）论文利用多边形深槽结构设计了基于横向电场模式（TEm）的宽带高效紧凑型模式转换器,实现了从TE0到TE1,TE0到TE2,TE1到TE3,TE2到TEi等多种模式转换。以TE0到TEi和TE0到TE2的两种模式转换器为例,器件长度小于24.0μm,转换效率高于97.6%,模式串扰低于-20 dB,工作带宽为100nm。
孟庆阳[6]（2019）在《基于多模光纤/铒镱共掺光纤的光纤激光器》文中研究指明光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,其应用范围非常广泛、包括光纤通信、光纤传感及作为其他激光器的泵浦源等。光纤随机激光器（Random fiber laser,RFL）是一种新型无腔光纤激光器,利用光纤中随机分布瑞利散射作为反馈。这种无腔光纤激光器具有输出频谱无纵模结构、输出稳定性好以及单横模等特点,并可被设计为可调谐输出、多波长输出、窄线宽输出以及级联输出等结构,具有良好的应用前景。早期对于光纤激光器的研究主要基于单模光纤（Single mode fiber,SMF）,由于单模光纤的芯径较小,限制了高功率光纤激光器的发展,同时,由于单模光纤中的后向瑞利散射系数较低,使得光纤随机激光器的激射阈值较高,级联输出困难,且输出效率不高。因此对于新型光纤应用于光纤激光器的研究还需要进一步探索。本文将多模光纤（Multimode fiber,MMF）和铒镱共掺光纤应用于光纤激光器,实现了基于包层泵浦铒镱共掺光纤的光纤随机激光器和基于多模干涉滤波器的光谱调控,获得区别于传统光纤激光器的新性能。最后还利用多模光纤实现了低阈值,高光束质量的光纤激光器。首先,利用铒镱共掺光纤作为增益介质,SMF提供随机分布反馈。在泵浦源976 nm LD功率为9.80 W时,成功地产生了稳定的2.14 W的1550 nm随机激光和线性输出,斜率效率为22.7%。其次定制基于SMF-MMF-SMF结构的多模干涉滤波器（Multimode interference filter,MMIF）,并将其放入光纤环形镜（Fiber loop mirror:FLM）实现光谱调控的功能。通过改变MMF的长度,可以在基于MMIF-FLM的光纤随机激光器中生成具有特定波长的单波长随机激光或具有选择性波长间隔的多波长随机激光。由于多模干涉滤波器的宽波长范围,也可以实现级联多波长随机激光。基于多模干涉滤波器的光谱可调光纤随机激光器具有明显的优点,例如全光纤结构,易于制造,宽工作波长范围和低成本等。此外,使用二向色镜构建泵浦全反射腔降低阈值,利用多模渐变折射率光纤发生拉曼效应时的光束净化效应净化多模激光,最终得到阈值为26.5 W,M2值为4.5,在入纤泵浦功率为41.5 W时输出功率为6.28 W的1020 nm光纤激光,斜效率达到41%。另外,提出全光纤化LD泵浦的多模光纤级联拉曼随机激光器实验方案,并进行仿真,得到不同长度的多模渐变折射率光纤时一阶和二阶随机激光的功率输出曲线,结果表明了激光输出功率和阈值与光纤长度之间的关系。本文提出的基于包层泵浦铒镱共掺光纤这种简单而新颖的光纤随机激光器可为开发高功率1.5 μm光源提供有前景的方法,有望广泛应用于光纤传感和光通信等领域。所提出的MMIF-FLM具有良好的功率承受能力,通过结合MMIF FLM和短长度腔,所提出的基于多模干涉滤波器的正向泵浦RFL既具有可调光谱特性也具有产生高功率,高效率随机激光的巨大潜力。所提出的LD直接泵浦的基于多模渐变折射率光纤的拉曼光纤激光器为开发高功率,高光束质量激光器提供新思路。
王兴军,苏昭棠,周治平[7]（2015）在《硅基光电子学的最新进展》文中指出随着人们对信息容量、速度以及成本的迫切要求,低成本、高度集成的硅基光电子学蓬勃发展,成为光通信、高速计算机等领域的研究热点和非常有前景的关键技术.硅基光电子学是一种可以用硅基集成电路上的投资、设施、经验以及技术来设计、制造、封装光器件和光电集成电路,在集成度、可制造性和扩展性方面达到集成电路的水平,从而在成本、功耗、尺寸上取得突破的一种技术.最近几年,硅基光电子集成技术已经发展到了一个崭新的阶段,各个关键的硅基光电子器件都已经达到商用化的标准,部分性能甚至超过目前的商用器件,引起了产业界的广泛关注.本文从硅基光电子学的几个关键器件入手,包括波导、光栅、偏振分束器、混频器、滤波器、调制器、探测器和激光器,详细介绍了该方向的研究进展,特别是最近5年的重大突破;随后介绍了硅基光电子学在光互连、光通信、光传感、太阳能电池等几方面的重大应用;最后提出硅基光电子学未来发展方向和目前面临的主要挑战.
谭松[8]（2014）在《应用于痕量气体检测的量子级联激光器研究》文中指出痕量气体检测的诸多应用场景中需要检测的大多数气体的基频吸收带位于中远红外波段，波长覆盖范围为2.6-24μm的量子级联激光器（QCL）是痕量气体检测的理想光源。QCL在其输出特性的单项指标方面已经取得了很多突破，但在环境监控、医学应用等诸多痕量气体检测的应用场景中，对QCL的性能要求是综合性的，要求激光器能够单纵模、宽调谐、高功率、低阈值、高光束质量的工作。为此，本文从一维光栅、外腔调谐、采样光栅、锥形波导四个方面对QCL的输出性能进行调控，研制出高性能的单纵模器件，以满足痕量气体检测的应用需求。主要研究成果总结如下：（1）采用量子级联激光器进行了痕量气体检测。运用等效RLC振荡电路和有限元方法对实验室自主搭建的基于光声效应的痕量气体检测装置进行了模拟，并使用单纵模工作在波长7.6m和4.6m附近的QCL进行了甲烷气体检测和一氧化碳气体检测，得到了189nmol mol1和70nmol mol1的探测极限。（2）设计并实现了目标波长工作的量子级联激光器。为了使室温工作的QCL的激射波长适合于一氧化碳（CO）气体检测，采用一维光栅分布反馈的方法，实现了器件室温脉冲工作时激射波长能够对准CO较强吸收线2161.97cm-1。（3）成功研制了波长4.7m、7.5m和8.3m的光栅外腔宽调谐量子级联激光器。制备出室温连续工作阈值电流密度低的4.7m外腔QCL，器件脉冲（连续）工作时的调谐宽度为131cm-1（116cm-1），20oC时连续工作的阈值电流密度为0.901KA/cm2，激射光谱的边模抑制比达到30dB。（4）成功制备出宽波长覆盖范围的采样光栅量子级联激光器。使用转移矩阵方法对采样光栅进行模拟计算，并利用普通光刻与全息光刻的方法制备了不同周期的掩埋采样光栅，得到了宽波长覆盖范围的采样光栅QCL组。器件室温脉冲工作时的工作波长从4.87μm变化到4.63μm，覆盖波长238nm。（5）制备出锥形采样光栅量子级联激光器。器件可以实现单横模、单纵模工作。器件脉冲工作的最大功率为1134mW，远场发散角为13.6度，工作电流700mA时光束质量因子为1.27。并实现了单纵模工作的锥形QCL的室温连续工作，激射波长从4.89μm变化到4.65μm，注入电流800mA时器件的连续输出功率为204mW。
马祥柱[9]（2011）在《基于C-Mount热沉封装不同激光器芯片尺寸热分析》文中指出随着半导体激光器工艺技术的不断提高,输出功率的不断增加,热效应成为制约大功率半导体激光器发展主要障碍。其半导体激光器的散热能力常用热阻表示。本文制作了条宽为150μm,腔长为1000μm的半导体激光器,并用In焊料烧结在C-Mount热沉上,并进行TO-3封装。用波长漂移法对基于C-Mount封装类型的多只3W激光器的热阻进行了测量,得出其热阻为5-3℃/W.5.9℃/W之间。并用ANSYS有限元热分析软件在理想条件下对其进行了模拟,从其实测和模拟结果的差异引入了由于焊料层空洞增加的接触热阻。并用ANSYS有限元热分析软件模拟引入接触热阻后的热阻,其值和实测的结果基本吻合,所以我们用同样的方法对C-Mount热沉封装的不同芯片尺寸进行了模拟。本文又对3W激光器在不同的占空比下测量了其温升值,结果发现其在不同的占空比下的温升是不同的,其中在0.5%占空比条件下其温升情况为连续条件的19.6%。并用ANSYS有限元热分析软件对100%占空比下的温升情况进行了模拟,从模拟结果中可以看出脉冲的特点是激光器在1ms内温升就能达到稳态时候的36%,激光器在0.1s就能达到稳态温度的95%以上。所以即便激光器在0.5%占空比条件下工作时,其温升也是不能忽略的。
曲博文[10]（2010）在《808nm锥形半导体激光器的设计》文中研究说明高功率半导体激光器无论在军事领域还是在民用中都得到广泛的应用。本文首先介绍了量子阱半导体激光器的工作原理,并且从波方程、复有效折射率、速率方程、热特性等方面对锥形半导体激光器进行理论上的分析。其次,根据理论分析,设计出半导体激光器材料的外延结构。根据外延片的具体结构,设计锥形激光器的结构,包括脊形波导的长度、高度的设计,锥形增益区长度的设计,抑制光反馈沟槽的设计。制定具体的工艺方案,完成器件的制作,并对器件进行测试。我们制成激射波长为800nm波段锥形半导体激光器,其阈值电流为500mA,当输入电流为2A时,输出功率达到1W,斜率效率为0.63W/A。最后,介绍了半导体激光器光束质量的评价方法,并对封装好的器件测试,得到光束质量因子M2=2.3的锥形半导体激光器。
二、我研制成半导体量子级联激光器（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、我研制成半导体量子级联激光器（论文提纲范文）
（1）表面周期性电注入实现增益耦合半导体激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 半导体激光器的应用与发展历程 |
| 1.1.1 半导体激光器的应用 |
| 1.1.2 半导体激光器的发展历程 |
| 1.2 增益耦合分布反馈半导体激光器的研究进展 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第2章 半导体激光器理论与分析 |
| 2.1 半导体激光器的工作原理 |
| 2.1.1 增益介质内部的粒子数反转与光增益 |
| 2.1.2 电泵浦与光泵浦 |
| 2.1.3 光学谐振腔 |
| 2.2 半导体激光器的基本特性 |
| 2.2.1 光电特性 |
| 2.2.2 光谱特性 |
| 2.2.3 空间模式特性 |
| 2.2.4 温度特性 |
| 2.2.5 调制特性 |
| 2.2.6 退化与灾变特性 |
| 2.3 增益耦合分布反馈半导体激光器的原理 |
| 2.3.1 半导体激光器的模式特征 |
| 2.3.2 耦合模理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 表面周期性电注入增益耦合半导体激光器的制备与封装 |
| 3.1 半导体激光器制备技术 |
| 3.1.1 半导体材料外延生长技术 |
| 3.1.2 光刻技术 |
| 3.1.3 材料刻蚀技术 |
| 3.1.4 介质薄膜生长技术 |
| 3.1.5 欧姆电极制备技术 |
| 3.1.6 腔面薄膜生长技术 |
| 3.2 半导体激光器的解理与封装 |
| 3.2.1 半导体激光器的解理 |
| 3.2.2 半导体激光器的封装 |
| 3.3 表面周期性电注入增益耦合半导体激光器制备流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 周期性电注入1045 nm纯增益耦合半导体激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构设计 |
| 4.3 器件制备与封装 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于倾斜波导的795 nm增益耦合半导体激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件结构与制作步骤 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于近红外量子点LED及椭球结构的气体检测系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 近红外量子点概述 |
| 1.2 近红外量子点的合成 |
| 1.2.1 Cd族和Hg族量子点 |
| 1.2.2 硫属硫化物铅量子点(PbX,X= S,Se和 Te) |
| 1.2.3 硫属硫化物银量子点 |
| 1.2.4 基于In和 Ga的近红外量子点 |
| 1.2.5 三元量子点 |
| 1.3 近红外量子点LED的研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 气体检测 |
| 2.1 气体检测的方法 |
| 2.2 气体检测系统的研究现状 |
| 第三章 PbSe量子点的合成、表征及其LED的制造 |
| 3.1 PbSe量子点的合成 |
| 3.2 PbSe量子点的表征 |
| 3.3 PbSe量子点电致发光二极管的制备 |
| 第四章 椭球反射器结构设计和仿真 |
| 4.1 椭球反射器模型的建立和理论仿真 |
| 4.2 椭球反射器的性能 |
| 4.2.1 精度和分辨率 |
| 4.2.2 信号增益 |
| 4.2.3 选择性研究 |
| 4.2.4 信号干扰和影响 |
| 第五章 气体检测系统实验 |
| 5.1 实验装置 |
| 5.2 气体实验 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）中国物理学院士群体计量研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 绪论 |
| 一、文献综述 |
| 二、论文选题和研究内容 |
| 三、研究的创新与不足 |
| 第一章 中国物理学院士的产生与本土化 |
| 1.1 民国时期中国物理学院士的产生 |
| 1.1.1 国民政府中央研究院推选产生中国第一届物理学院士 |
| 1.1.2 国立北平研究院推选出与“院士”资格相当的物理学会员 |
| 1.2 当代中国物理学院士的本土化 |
| 1.2.1 中国科学院推选产生物理学学部委员 |
| 1.2.2 中国科学院物理学院士与中国工程院物理学院士的发展 |
| 1.3 其他国家和国际组织的华裔物理学院士 |
| 1.4 中国物理学院士名单与增选趋势分析 |
| 1.4.1 中国物理学院士的名单汇总 |
| 1.4.2 中国本土物理学院士总体增选趋势 |
| 第二章 中国物理学院士总体特征的计量分析 |
| 2.1 中国物理学院士基本情况的计量分析 |
| 2.1.1 女性物理学院士占比较低 |
| 2.1.2 院士整体老龄化问题严重 |
| 2.1.3 出生地域集中于东南沿海地区 |
| 2.2 中国物理学院士教育经历的计量分析 |
| 2.2.1 学士学位结构 |
| 2.2.2 硕士学位结构 |
| 2.2.3 博士学位结构 |
| 2.3 中国物理学院士归国工作情况的计量分析 |
| 2.3.1 留学物理学院士的归国年代趋势 |
| 2.3.2 国内工作单位的“集聚性”较强 |
| 2.3.3 物理学院士的国外工作单位 |
| 2.4 中国物理学院士从事物理学分支交叉学科的计量分析 |
| 2.4.1 物理学院士从事分支交叉学科的归类统计 |
| 2.4.2 物理学院士获得国际科技奖励的计量分析 |
| 2.4.3 物理学院士获得国内科技奖励的计量分析 |
| 第三章 中国理论物理学院士群体的计量分析 |
| 3.1 中国理论物理学院士基本情况的计量分析 |
| 3.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51-60 岁” |
| 3.1.2 博士占比52.83%,地方高校理论物理教育水平有所提高 |
| 3.2 中国理论物理学院士研究领域的计量分析 |
| 3.2.1 主要分布于凝聚态理论和纯理论物理等领域 |
| 3.2.2 20 世纪后半叶当选的理论物理学院士内师承关系显着 |
| 3.3 中国理论物理学院士的发展趋势分析 |
| 3.3.1 理论物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
| 3.3.2 理论物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 中国凝聚态物理学院士群体的计量分析 |
| 4.1 中国凝聚态物理学院士基本情况的计量分析 |
| 4.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51—60 岁” |
| 4.1.2 博士占比57.83%,国外博士学位占比将近80% |
| 4.1.3 女性物理学院士在凝聚态物理领域崭露头角 |
| 4.2 中国凝聚态物理学院士研究领域的计量分析 |
| 4.2.1 主要分布于半导体物理学、晶体学和超导物理学等领域 |
| 4.2.2 凝聚态物理学的一些传统研究领域内师承关系显着 |
| 4.2.3 凝聚态物理学院士集聚于若干研究中心 |
| 4.3 中国凝聚态物理学院士的发展趋势分析 |
| 4.3.1 凝聚态物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
| 4.3.2 凝聚态物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 中国光学院士群体的计量分析 |
| 5.1 中国光学院士基本情况的计量分析 |
| 5.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“61—70 岁” |
| 5.1.2 博士占比54.84%,本土培养的光学博士逐渐增多 |
| 5.2 中国光学院士研究领域的计量分析 |
| 5.2.1 研究领域集中分布于应用物理学和激光物理学 |
| 5.2.2 光学院士工作单位的“集聚性”较强 |
| 5.3 光学院士的发展趋势分析 |
| 5.3.1 光学院士的增选总体呈上升趋势 |
| 5.3.2 光学院士研究领域的发展趋势 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 中国高能物理学院士群体的计量分析 |
| 6.1 中国高能物理学院士基本情况的计量分析 |
| 6.1.1 老龄化问题严重,当选年龄集中于“51—60 岁” |
| 6.1.2 博士占比53.85%,国外博士学位占比超过85% |
| 6.2 中国高能物理学院士研究领域的计量分析 |
| 6.2.1 高能物理实验与基本粒子物理学分布较均衡 |
| 6.2.2 高能物理学院士的工作单位集聚性与分散性并存 |
| 6.3 中国高能物理学院士的发展趋势分析 |
| 6.3.1 高能物理学院士的增选总体呈平稳趋势 |
| 6.3.2 高能物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 中国原子核物理学院士群体的计量分析 |
| 7.1 中国原子核物理学学院士基本情况的计量分析 |
| 7.1.1 老龄化问题严重,80 岁以下院士仅有3 人 |
| 7.1.2 博士占比48.84%,国外博士学位占比超过95% |
| 7.1.3 女性院士在原子核物理学领域的杰出贡献 |
| 7.2 中国原子核物理学院士研究领域的计量分析 |
| 7.2.1 原子核物理学院士在各研究领域的分布情况 |
| 7.2.2 参与“两弹”研制的院士内部师承关系显着 |
| 7.3 中国原子核物理学院士的发展趋势分析 |
| 7.3.1 原子核物理学院士的增选总体呈下降趋势 |
| 7.3.2 原子核物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 其他物理学分支和部分交叉学科院士群体的计量分析 |
| 8.1 中国天体物理学院士群体的计量分析 |
| 8.1.1 天体物理学院士本土培养特征明显 |
| 8.1.2 天体物理学院士的增选总体呈平稳上升趋势 |
| 8.1.3 天体物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 8.2 中国生物物理学院士群体的计量分析 |
| 8.2.1 群体年龄较小,当选年龄集中于“41—50 岁” |
| 8.2.2 生物物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 8.3 中国工程热物理院士群体的计量分析 |
| 8.3.1 工程热物理院士内部师承关系十分显着 |
| 8.3.2 工程热物理院士研究领域的发展趋势 |
| 8.4 中国地球物理学院士群体的计量分析 |
| 8.4.1 主要分布于固体地球物理学和空间物理学研究领域 |
| 8.4.2 地球物理学院士研究领域的发展趋势 |
| 8.5 部分分支交叉学科院士群体的计量分析 |
| 8.5.1 电子物理学和声学院士的增选呈下降趋势 |
| 8.5.2 中国物理力学由应用走向理论 |
| 8.5.3 中国量子信息科技呈迅速崛起之势 |
| 第九章 中国物理学院士计量分析的比较研究和趋势分析 |
| 9.1 各分支交叉学科间物理学院士基本情况的比较研究 |
| 9.1.1 一些新兴研究领域物理学院士年轻化趋势明显 |
| 9.1.2 21世纪以来本土培养的物理学院士占比一半以上 |
| 9.1.3 女性物理学院士在实验物理领域分布较多 |
| 9.2 中国物理学院士研究领域的发展趋势分析 |
| 9.2.1 各分支交叉学科内的横向发展趋势分析 |
| 9.2.2 各分支交叉学科的纵向年代发展趋势分析 |
| 9.3 中国物理学院士代际演化的趋势分析 |
| 9.3.1 第一代物理学院士初步完成了中国物理学的建制 |
| 9.3.2 第二代物理学院士完成了中国物理学主要分支学科的奠基 |
| 9.3.3 第三代物理学院士在国防科技和物理学科拓展中有着突出贡献 |
| 9.3.4 第四代物理学院士在推进物理学深入发展方面贡献较大 |
| 9.3.5 新一代物理学院士科技成果的国际影响力显着增强 |
| 第十章 中国物理学院士的群体结构特征和发展趋势特征 |
| 10.1 中国物理学院士的群体结构特征 |
| 10.1.1 整体老龄化问题严重,但年轻化趋向较为明显 |
| 10.1.2 整体学历水平较高,本土培养物理学精英的能力增强 |
| 10.1.3 女性物理学院士占比较低,但科技贡献突出 |
| 10.1.4 空间结构“集聚性”较强,但近些年“集聚性”逐渐被打破 |
| 10.2 中国物理学院士研究领域发展的趋势特征 |
| 10.2.1 物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力 |
| 10.2.2 物理学科中应用性较强的研究领域产业化趋势明显 |
| 10.2.3 当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密 |
| 10.3 中国物理学院士代际演化的趋势特征 |
| 10.3.1 新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展 |
| 10.3.2 20世纪80 年代以来院士研究兴趣与国家支持政策相得益彰 |
| 10.3.3 21世纪以来院士个体对学科发展的主导作用越来越大 |
| 第十一章 中国物理学院士群体的成长路径 |
| 11.1 影响中国物理学院士成长的宏观要素 |
| 11.1.1 社会时代发展大背景的影响一直存在 |
| 11.1.2 国家发展战略需求导向要素有所减弱 |
| 11.1.3 国家科技管理制度的要素影响有所增强 |
| 11.1.4 中国传统文化对物理学院士潜移默化的影响 |
| 11.2 影响中国物理学院士成长的中观要素 |
| 11.2.1 物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强 |
| 11.2.2 空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱 |
| 11.2.3 师承关系的影响主要体现于学科延承方面 |
| 11.3 影响中国物理学院士成长的微观要素 |
| 11.3.1 性别差异对物理学家社会分层的影响很弱 |
| 11.3.2 年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响 |
| 11.3.3 个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强 |
| 11.4 结语与展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（4）高速宽带OCT扫频光源关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.2.1 OCT技术简介 |
| 1.2.2 扫频光源技术及分类 |
| 1.3 扫频光源的国内外研究现状 |
| 1.4 本文章节安排 |
| 第2章 基于傅里叶域锁模的扫频光源研究 |
| 2.1 激光原理 |
| 2.2 FDML扫频光源基本原理 |
| 2.3 半导体光放大器原理 |
| 2.3.1 量子阱SOA(QW-SOA) |
| 2.3.2 量子点SOA(QD-SOA) |
| 2.4 光纤F-P可调谐滤波器原理 |
| 2.5 扫频光源性能参数 |
| 2.5.1 光源中心波长 |
| 2.5.2 光谱带宽 |
| 2.5.3 扫频速度 |
| 2.5.4 瞬时线宽 |
| 2.5.5 输出光功率 |
| 2.5.6 占空比与线性度 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 窄线宽扫频光源设计与研制 |
| 3.1 总体方案设计 |
| 3.1.1 关键器件选型与介绍 |
| 3.1.2 F-P滤波器驱动模块设计与制作 |
| 3.1.3 F-P滤波器驱动波形的选取 |
| 3.2 窄线宽扫频光源的研制 |
| 3.2.1 基于QW-SOA级联的窄线宽扫频光源研制 |
| 3.2.2 基于单QD-SOA的窄线宽扫频光源研制 |
| 3.3 光谱时序图前后向不对称性的分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高速扫频光源设计与研制 |
| 4.1 基于QW-SOA级联的高速扫频光源研制 |
| 4.2 QW-SOA与 QD-SOA并联的高速宽带扫频光源研制 |
| 4.3 基于光学缓存装置的高速扫频光源 |
| 4.3.1 环腔外光学缓存装置 |
| 4.3.2 环腔内光学缓存装置 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 本文主要创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果和参与的项目 |
（5）基于二维取杰光栅和新型微纳结构的光子集成设计和研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光子集成芯片的发展现状 |
| 1.2.1 InP光子集成 |
| 1.2.2 硅基光子集成 |
| 1.3 光子集成芯片关键技术 |
| 1.3.1 半导体激光器 |
| 1.3.2 波分复用技术及模分复用技术 |
| 1.4 波导光栅的发展 |
| 1.4.1 波导光栅的分类和应用 |
| 1.4.2 波导光栅在DFB激光器中的应用 |
| 1.4.3 波导光栅在模分变换技术中的应用 |
| 1.5 本论文的主要内容安排及创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 二维取样光栅相位匹配理论和数值解析算法 |
| 2.1 二维取样光栅中相位匹配关系 |
| 2.2 时域有限差分算法(Finite difference time domain,FDTD) |
| 2.3 本征模式展开法(Eigenmode expansion method,EME) |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于交错取样光栅提高DFB激光器单模特性 |
| 3.1 基于InP材料的DFB半导体激光器 |
| 3.2 交错取样光栅分析 |
| 3.3 交错取样与均匀取样光栅的对比 |
| 3.4 交错取样误差分析 |
| 3.5 交错取样光栅的制备和测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于倾斜取样光栅提高DFB激光器单模特性 |
| 4.1 双倾斜取样光栅 |
| 4.2 倾斜光栅耦合系数的计算 |
| 4.3 倾斜取样光栅光谱仿真和分析 |
| 4.4 倾斜取样光栅的衍射分析 |
| 4.5 倾斜取样光栅误差分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于倾斜取样光栅的多波长模式转换器 |
| 5.1 Si_3N_4多模波导分析 |
| 5.2 Si_3N_4倾斜光栅模式变换 |
| 5.3 Si_3N_4倾斜取样光栅模式变换的等效 |
| 5.4 Si_3N_4倾斜取样光栅对波长的调谐 |
| 5.5 Si_3N_4倾斜取样光栅的衍射 |
| 5.6 倾斜取样光栅的应用 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于新型微槽结构设计的模式转换器 |
| 6.1 模式转换器 |
| 6.2 基于高折射率差深槽的模式变换器 |
| 6.2.1 许瓦尔兹—克力斯托夫变换 |
| 6.2.2 基于许瓦尔兹—克力斯托夫逆变换的多边形深槽的等效折射率分布 |
| 6.2.3 多边形深槽的模式变换器优化思路 |
| 6.3 高效紧凑模式变换器性能研究 |
| 6.3.1 单倾斜深槽模式转化器 |
| 6.3.2 双倾斜深槽模式转换器 |
| 6.3.3 三倾斜深槽模式转换器 |
| 6.3.4 级联式倾斜深槽模式转换器 |
| 6.4 基于深槽结构的制备和误差分析 |
| 6.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 博士期间发表成果 |
| 中英文缩写对照表 |
| 致谢 |
（6）基于多模光纤/铒镱共掺光纤的光纤激光器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤激光器研究背景及进展 |
| 1.3 光纤随机激光器研究背景及进展 |
| 1.4 论文选题及章节安排 |
| 第二章 光纤激光器相关原理 |
| 2.1 光纤中的散射 |
| 2.1.1 瑞利散射 |
| 2.1.2 布里渊散射 |
| 2.1.3 拉曼散射 |
| 2.2 多模光纤的性质 |
| 2.2.1 多模光纤中的多模干涉效应 |
| 2.2.2 多模光纤中的光束净化效应 |
| 2.3 光纤激光器基本原理 |
| 2.3.1 光纤激光器的基本结构 |
| 2.3.2 光纤激光器的分类 |
| 2.4 光纤随机激光器基本原理 |
| 2.4.1 光纤随机激光器的结构 |
| 2.4.2 光纤随机激光器的原理 |
| 2.4.3 光纤随机激光器在传感上的应用 |
| 第三章 基于包层泵浦铒镱共掺光纤随机激光器的实现及特性研究 |
| 3.1 实验结构和原理 |
| 3.2 实验输出特性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于多模干涉滤波器的光纤随机激光器的光谱调控研究 |
| 4.1 多模干涉原理 |
| 4.2 光谱调控实验结构 |
| 4.3 实验输出特性 |
| 4.3.1 单波长选择特性 |
| 4.3.2 多波长选择特性 |
| 4.3.3 本章小结 |
| 第五章 LD直接泵浦的多模光纤激光器 |
| 5.1 LD直接泵浦的拉曼多模光纤激光器 |
| 5.1.1 实验结构和原理 |
| 5.1.2 实验输出特性 |
| 5.2 全光纤化LD泵浦的多模光纤级联拉曼随机激光器的仿真研究 |
| 5.2.1 实验结构和原理 |
| 5.2.2 仿真理论模型 |
| 5.2.3 仿真结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（7）硅基光电子学的最新进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 激光器与放大器 |
| 2.1 量子限制 |
| 2.2 稀土离子掺杂 |
| 2.3 受激拉曼散射 |
| 2.4 锗硅激光器 |
| 2.5 III-V 族化合物和硅混合集成激光器 |
| 3 无源器件 |
| 3.1 波导 |
| 3.2 光栅 |
| 3.3 滤波器 |
| 3.4 偏振分束/合束器 |
| 3.5 光混频器 |
| 4 调制器 |
| 4.1 基于 IV 族材料的调制器 |
| 4.2 混合调制器 |
| 5 探测器 |
| 5.1 肖特基探测器 |
| 5.2 III-V 族材料异质探测器 |
| 5.3 锗硅探测器 |
| 6 应用 |
| 7 硅基光电子学未来发展方向和目前面临的主要挑战 |
| 8 总结 |
（8）应用于痕量气体检测的量子级联激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 量子级联激光器的发展回顾 |
| 1.2 量子级联激光器的应用价值 |
| 1.3 应用于气体检测时量子级联激光器的优势及发展现状 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 量子级联激光器的的材料生长、器件工艺和性能测试 |
| 2.1 量子级联激光器的材料生长 |
| 2.1.1 分子束外延技术生长有源区 |
| 2.1.2 金属有机气相外延技术生长波导层 |
| 2.2 量子级联激光器器件工艺 |
| 2.3 量子级联激光器的性能测试及相关原理 |
| 2.3.1 量子级联激光器的功率-电流-电压曲线（P-I-V） |
| 2.3.2 量子级联激光器的光谱测试 |
| 2.3.3 量子级联激光器的远场测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 量子级联激光器应用于痕量气体检测的研究 |
| 3.1 引论 |
| 3.2 激光器应用于气体检测的原理及方法 |
| 3.3 激光光声光谱法（LPAS） |
| 3.3.1 亥姆霍兹共振腔 |
| 3.3.2 差分亥姆霍兹腔室特性模拟 |
| 3.3.3 气体检测系统的灵敏度计算 |
| 3.4 7.6μm 量子级联激光器应用于痕量甲烷气体检测 |
| 3.4.1 LabVIEW 搭建光声探测系统 |
| 3.4.2 甲烷气体吸收特性以及 7.6μm DFB-QCL 光谱测试 |
| 3.4.3 痕量甲烷气体检测结果分析 |
| 3.5 低温和室温 4.6μm QCL 应用于痕量 CO 气体检测 |
| 3.5.1 低温工作的 4.6μm QCL 应用于 CO 气体检测 |
| 3.5.2 室温工作的 4.6μmQCL 应用于 CO 气体检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 波长 4.6 m 一维光栅分布反馈量子级联激光器的研究 |
| 4.1 引论 |
| 4.2 一维光栅分布反馈的设计 |
| 4.2.1 一维光栅结构的基本原理 |
| 4.2.2 有效折射率的计算 |
| 4.2.3 一维光栅具体参数设计 |
| 4.3 分布反馈量子级联激光器的制备 |
| 4.4 分布反馈量子级联激光器的性能测试和分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 外腔宽调谐量子级联激光器的研制 |
| 5.1 引论 |
| 5.2 外腔量子级联激光器装置 |
| 5.3 外腔量子级联激光器输出特性模拟 |
| 5.4 4.7μm 外腔量子级联激光器研制 |
| 5.4.1 室温脉冲工作的 4.7μm EC-QCL 的测试与分析 |
| 5.4.2 室温连续工作的 4.7μm EC-QCL 的测试与分析 |
| 5.5 7.5μm 外腔量子级联激光器的研制 |
| 5.6 8.3μm 外腔量子级联激光器的研制 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 采样光栅量子级联激光器的研制 |
| 6.1 引论 |
| 6.2 采样光栅的设计 |
| 6.2.1 转移矩阵方法计算采样光栅的透射谱 |
| 6.3 4.7μm 掩埋采样光栅量子级联激光器的研制 |
| 6.3.1 掩埋采样光栅的制作 |
| 6.3.2 4.7μm 掩埋采样光栅量子级联激光器的测试与分析 |
| 6.4 4.7μm 锥形采样光栅量子级联激光器的研制 |
| 6.4.1 锥形波导结构设计 |
| 6.4.2 锥形采样光栅量子级联激光器的制备 |
| 6.4.3 锥形采样光栅量子级联激光器的性能测试与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）基于C-Mount热沉封装不同激光器芯片尺寸热分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体激光器的历史回顾 |
| 1.3 半导体激光器的发展趋势 |
| 1.4 半导体激光器热特性分析研究意义 |
| 1.5 半导体激光器热特性的国内外研究现状 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 第二章 半导体激光器原理和激光器结构 |
| 2.1 半导体激光器的基本原理 |
| 2.2 量子阱激光器 |
| 2.3 应变量子阱激光器 |
| 第三章 分子束外延(MBE)和808nm激光器结构设计 |
| 3.1 分子束外延(MBE) |
| 3.2 MBE的优缺点 |
| 3.3 808nm半导体激光器结构设计 |
| 第四章 制作808nm半导体激光器工艺 |
| 4.1 光刻 |
| 4.2 刻蚀 |
| 4.3 电极制作 |
| 4.4 激光器烧结工艺 |
| 4.5 半导体激光器封装工艺 |
| 第五章 激光器热分析的理论基础 |
| 5.1 瞬态和稳态定义 |
| 5.2 温度梯度 |
| 5.3 温度场的边界条件 |
| 5.4 热阻的测量方法 |
| 第六章 C-Mount封装不同激光器芯片尺寸热阻分析 |
| 6.1 激光器热阻的测量 |
| 6.2 ANSYS模拟激光器的热阻 |
| 6.3 激光器在不同占空比下的热分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 参考文献 |
（10）808nm锥形半导体激光器的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高功率半导体激光器的技术特点以及结构类型 |
| 1.2 半导体锥形激光器的发展概况 |
| 1.3 高功率半导体激光器的应用 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 量子阱激光器原理与特性 |
| 2.1 量子阱中电子的能量状态 |
| 2.2 量子阱半导体激光器的工作原理 |
| 第三章 锥形半导体激光器理论分析及设计 |
| 3.1 理论模型 |
| 3.2 锥形半导体激光器的结构设计 |
| 3.3 锥形半导体激光器的制作 |
| 3.4 锥形半导体激光器测试结果 |
| 第四章 锥形半导体激光器光束质量评价 |
| 4.1 锥形半导体激光器光束质量评价方法 |
| 4.2 光束质量因子的测量 |
| 4.3 实际测量结果 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、我研制成半导体量子级联激光器（论文参考文献）
- [1]表面周期性电注入实现增益耦合半导体激光器的研究[D]. 马德正. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [2]基于近红外量子点LED及椭球结构的气体检测系统[D]. 马越. 吉林大学, 2020
- [3]中国物理学院士群体计量研究[D]. 刘欣. 山西大学, 2019(01)
- [4]高速宽带OCT扫频光源关键技术研究[D]. 汪鹏飞. 武汉理工大学, 2019(07)
- [5]基于二维取杰光栅和新型微纳结构的光子集成设计和研究[D]. 郝丽君. 南京大学, 2019(01)
- [6]基于多模光纤/铒镱共掺光纤的光纤激光器[D]. 孟庆阳. 电子科技大学, 2019(01)
- [7]硅基光电子学的最新进展[J]. 王兴军,苏昭棠,周治平. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2015(01)
- [8]应用于痕量气体检测的量子级联激光器研究[D]. 谭松. 清华大学, 2014(09)
- [9]基于C-Mount热沉封装不同激光器芯片尺寸热分析[D]. 马祥柱. 长春理工大学, 2011(04)
- [10]808nm锥形半导体激光器的设计[D]. 曲博文. 长春理工大学, 2010(08)