摘要：环形半导体发光器件因其独特的环形结构设计,在光通信、量子信息处理、显示技术及生物医学成像等多个领域展现了广泛的应用前景。环形结构通过优化光反馈和光提取路径,提高了器件的发光效率、降低了阈值电流,并显著增强了频率调制带宽。本文首先综述了环形半导体发光器件的工作原理与不同类型的器件,包括环形激光器、环形LED和光梳光源等。接着,本文讨论了环形半导体发光器件的材料选择和制造工艺对性能的影响,重点介绍了高品质因子结构的实现途径以及量子结构在提高光学性能中的作用。最后,本文展望了环形半导体发光器件在未来光电子技术、量子信息系统和精密测量中的应用潜力,强调了其在推动高效光源和集成光电子系统发展中的重要作用。Circular Semiconductor Light Emitting Devices have shown broad application prospects in various fields such as optical communication, quantum information processing, display technology, and biomedical imaging due to their unique circular structure design. The circular structure improves the luminescence efficiency of the device, reduces the threshold current, and significantly enhances the frequency modulation bandwidth by optimizing the optical feedback and extraction paths. This article first summarizes the working principle of ring Semiconductor Light Emitting Devices and different types of devices, including ring lasers, ring LEDs, and comb light sources. Next, this article discusses the influence of material selection and manufacturing processes on the performance of ring-shaped Semiconductor Light Emitting Devices, with a focus on the implementation of high-quality factor structures and the role of quantum structures in improving optical performance. Finally, this article looks forward to the potential applications of circular Semiconductor Light Emitting Devices in future optoelectronic technology, quantum information systems, and precision measurement, emphasizing their important role in promoting the development of efficient light sources and integrated optoelectronic systems.

摘要：用栅区仅为1 mm、间隔仅为20 mm的超短光纤光栅串,借助激光焊接工艺制作出长度约为40 mm,直径约为20 mm的基于弹性膜片增敏的带温补结构的光纤光栅压力传感器,用于海洋深度探测。在0.6 MPa测量范围内,传感器的理论压力灵敏度为-1.218 nm/MPa,利用有限元分析法仿真得到的压力灵敏度为-1.364 nm/MPa,通过温度及压力测试实验消除温度对测压光纤光栅的影响后得到传感器实际平均压力灵敏度达-1.728 nm/MPa,升降压曲线的线性度达99.9%。与激光密封尾纤方式相比,采用环氧胶密封尾纤不必考虑瞬时高温对光纤造成的损伤,且更容易保持对光纤所施加的预应力。结合仿真分析发现双光纤光栅温度响应趋势存在差异是由结构设计的缺陷所致,后续可对此进行改进。在传感器的制作过程中增设了温度及压力老化步骤,可有效提高传感器升降压曲线的线性度及重合度。尾纤抖动会对传感器稳定性造成影响,建议使用切趾光纤光栅或设置缓冲区的方法解决。环氧胶固化时流动导致光纤光栅有效长度减小以及预应力增加使光纤光栅压力灵敏度提高,是实测传感器压力灵敏度偏高的主要原因。

摘要：为了进一步提高传统保偏光纤的双折射,设计了一种高双折射椭圆芯类矩形保偏光纤,该光纤具有一个椭圆芯和两个对称的类矩形应力区。采用数值模拟的方法,全面研究了类矩形应力区的尺寸和纤芯的椭圆度对保偏光纤双折射特性的影响。通过优化参数得到椭圆芯类矩形保偏光纤在1550 nm波长下的双折射为8.0794×10^(-4),与传统熊猫型保偏光纤的双折射相比增加了近一倍。此外,还研究了所设计光纤在C通信波段(1530~1565 nm)内双折射与波长变化的关系。该光纤结构简单,具有应用于光纤通信和光纤传感领域的潜力。

摘要：2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967~2033 nm)。

摘要：为了提高低温工作环境下808 nm半导体激光器的输出特性,深入研究了电光转换效率的温度特性。结合载流子泄漏抑制和器件串联电阻的优化考虑,从理论上深入分析了有源区量子阱内的载流子限制现象,提出针对低温工作环境下的势垒高度及相应的量子阱结构设计方法,包括势垒层的材料组分、厚度等重要参数的优化,极大地改善了器件在低温工作环境下的性能。采用优化后的外延结构,制备了腔长2 mm的半导体激光巴条。在工作温度-50℃、注入电流为600 A时,巴条输出功率达到799 W,电光转换效率为71%,斜率效率为1.34 W/A;注入电流为400 A时,器件达到最高电光转换效率73.5%,此时的载流子限制效率约为99%,串联电阻为0.43 mΩ;在-60~60℃温度范围内,中心波长随温度的漂移系数为0.248 nm/℃。

摘要：本文基于785 nm拉曼激光作为激发光源设计检测系统研究液体样品四氯化碳CCL4分子和乙醇溶液的拉曼光谱,并通过对拉曼激光系统的优化以及拉曼光谱的分析,不仅精确测定了CCL4分子和乙醇溶液拉曼位移的数值,还提高了对拉曼散射效应的认识。结合所测的乙醇与CCL4分子的光谱结果并进行数据优化,讨论了其拉曼活性、相对强度、分子振动模式和拉曼特征峰的关系等光谱特性。本文的研究结果不仅丰富了上述两类被测材料的微观信息,还系统认识了它们的光谱识别方法。

摘要：目前国家正大力推动植物工厂的发展,光源作为植物工厂中重要的一环,在植物工厂中起着举足轻重的作用,目前传统的植物补光灯存在能耗高、性能低、功能单一的缺点,限制了植物工厂的发展,降低了植物生长的效率。针对这些问题本文提出了以LD与LED结合的照明模式的植物补光灯,并增加了紫外消杀、农作物检测、环境参数检测等加载功能,本文通过粒子群算法优化光源位置,并结合“L”型滑轨,降低了植物补光灯的能耗提升了植物补光灯性能和丰富了植物补光灯的功能,本文通过Trace Pro仿真,最终得到植物补光灯照度均匀度89.72%,混色均匀度92.73%,功率为16 W。

摘要：硅在常温下性质稳定、红外透明区宽,所形成的硅薄膜质硬、红外区折射率高是一种较理想的红外光学薄膜材料。在红外相机、热成像仪、红外光谱仪、红外波片等方面得到广泛应用。本文分析了光学薄膜设计理论,研究了衬底材料和镀膜材料特性,通过TFCalc薄膜设计软件设计和优化石英玻璃和蓝宝石不同的衬底材料下薄膜厚度为900 nm的硅薄膜特性,设计结果表明在近红外波段薄膜消光系数1 × 10−3在700~1000 nm的厚度下模拟硅薄膜的光学性能不同。

摘要：本文提出一种基于不同实验条件下的镀膜研究方法,设计了可见光波段宽带增透膜。选择TiO2和MgF2为镀膜材料,通过TFCalc软件设计了380 nm~780 nm波段宽带增透膜(AR膜),并通过模拟仿真实验分析得到单层TiO2、MgF2薄膜各波段的折射率,以及不同中心波长、单层材料折射率误差和厚度误差、入射角变化对可见光波段宽带AR膜平均透过率(AT)的影响。结果表明:中心波长为610 nm,入射角小于50˚,TiO2折射率偏差在−0.2~0,厚度偏差在−10~0 nm,MgF2折射率偏差在−0.1~0.1,厚度在−5 nm~5 nm之间变化时,可实现全波段平均透过率超过96%,为光学薄膜的研究提供了一种可参考的研究途径。

摘要：为了使基于AlGaN外延材料的深紫外发光二极管(DUV LED)的内量子效率(IQE)随驱动电流的增大而降低的幅度减小,有助于DUV LED在一个较大的驱动电流区间可以稳定地工作,提出并研究具有Al组分V型渐变P型电子阻挡层(P-EBL)结构的DUV LED。通过Crosslight APSYS软件对常规P型电子阻挡层(P-EBL)和Al组分V型渐变P-EBL结构DUV LED的能带、极化体电荷、电子电流、空穴浓度、内量子效率、输出功率和自发辐射光谱进行了数值研究。结果表明,在260 mA电流注入时,相比常规P-EBL结构,Al组分V型渐变P-EBL结构DUV LED的效率降低的幅度减小了5.86%,改善了DUV LED输出性能。根据数值模拟和分析,器件输出性能改善的原因是Al组分三角形渐变P-EBL沿生长方向产生的极化体电荷,抵消P-EBL与最后一个量子垒层异质结界面处存在的极化面电荷,从而减小了界面处的极化电场。