Warstwy falowodowe Yb, Nd:YAG/YAG domieszkowane w szerokim przedziale koncentracji jonami Nd3+ i Yb3+ otrzymano w procesie epitaksji z fazy ciekłej. W pracy przedstawiono widma emisji warstw przy pobudzaniu diodami laserowymi emitującymi promieniowanie o długości fali 810 nm oraz 975 nm. Niezależnie od długości fali pompującej zaobserwowano emisje linii 1030nm charakterystycznej dla jonów iterbu oraz fluorescencję w zakresie niebieskim w wyniku oddziaływań kooperatywnych między jonami iterbu.
EN
The thin waveguide films of Nd3+ and Yb3+ co-doped YAG were grown by means of liquid phase epitaxy. The fluorescence spectra of thin films pumped by the laser diodes at 810 nm and 975 nm are presented. Itterbium emission at 1030 nm and strong blue radiation due to cooperrative emission of Yb3+ ions was observed independently on the excitation wavelength.
Some problems relevant to study and application of coherent light in the frame of advanced laboratory works (MSc study, programme Optics and Lasers) are presented in the paper. The attention is devoted to study and application of coherent properties of laser diode module (LDM), which became accessible in a relatively simply and inexpensive way [1]. The laboratory topics come from the former research having been conducted at our optical division [2, 3]. Fabry-Perot interferometry and diffraction by a suitable holographic grating (produced at the laboratory) are applied to demonstrate and study the coherence properties of LDM. A device based on Peltier cooling, developed at our division, is used to stabilize the coherence properties of LDM [4]. This way improved LDM can be used for any coherent experiment (holography, interferometry, optical information processing...).
PL
W niniejszej pracy przedstawiamy problemy i ich rozwiązania przy stosowaniu koherentnego źródła światła w laboratorium optycznym na poziomie magisterskim programu Optics and Laseres. Główna uwaga była skoncentrowana na badaniu koherencji światła emitowanego przez diodę laserową LDM (laser diode module), która jest łatwo dostępna, prosta i tania [1]. Projekty ćwiczeń laboratoryjnych pochodzą z naszych poprzednich prac prowadzonych w departamencie Optyki [2, 3]. Do badań koherencji światła emitowanego przez LDM używano interferometru Fabry-Pert i dyfrakcję z użyciem holograficznych siatek skonstruowanych w naszym laboratorium. Aby poprawić i ustabilizować koherencję światła LDM skonstruowano i zastosowano chłodziarkę opartą na efekcie Peltiera [4]. W ten sposób usprawniona LDM może być stosowana we wszystkich eksperymentach wymagających koherentnego źródła światła (holografia, interferometria, optyczne przekształcanie informacji...).
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of calculations, performed using the finite element method (FEM) which include a comperative analysis of the residual stress state induced in the GaAs laser diode / heatsink joint systems that differed from one another in the material used for the heatsin (Cu, CuCf, AIN). This analyssis permited us to test the materials examined in terms of the level and distribution of the residual stresses developed in the system during its joining operation. The calculation results show, among other things, that in the model with the CuCf composite the maximum level of tensile stresses generated in GaAs is about 6 times lower than that in the systems with a conventional copper heatsink.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiony artykuł opisuje główne kierunki rozwoju sprzężonych fazowo matryc krawędziowych diod laserowych. Zaprezentowane zostały opisy teoretyczne typu struktur oraz najważniejsze i najciekawsze rozwiązania konstrukcyjne wprowadzane do technologii tego typu laserów na przestrzeni lat. Zwrócono również uwagę na możliwe przyszłe kierunki rozwoju oraz na przyrządy wykonane w Polsce.
EN
In this paper, there are shown the main trends in development of phase locked arrays of edge emitting laser diodes. There are shown theoretical descriptions of such structures and the most important and interesting technological solutions. Future possibilities of development and the devices manufactured in Poland are described.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono pięć różnych sposobów pomiarów rezystancji termicznej diod laserowych. Przeanalizowano ich przydatność do charakteryzacji praktycznie wytwarzanych przyrządów różnej jakości, także takich, których charakterystyki są nietypowe. Porównano dokładności przedstawionych metod.
EN
Five different measurement methods of the laser diodes thermal resistance have been presented. Usability of these methods to characterize practical devices of different quality including those of untypical characteristics is analyzed. Also the exactness of the methods is compared.
The mathematical device for the analysis of the laser diode radiation space-time structure in a distant zone for laser range-finder is developed. The influence of phase heterogeneity and radiation delays variations on distances measurement accuracy is investigated. The method of distances measurement is offered by phase range-finder, which allows to take into account influence of a modulation phase variation.
PL
Opracowane zostało narzędzie matematyczne do analizy struktury czasowo-przestrzennej emisji diod laserowych do dalmierzy. Zbadany został wpływ heterogeniczności fazy i zmienności opóźnienia promieniowania na dokładność pomiaru. Zaproponowano metodę pomiaru odległości za pomocą dalmierza fazowego, która pozwala na uwzględnienie wpływu zmienności modulacji fazy.
Selected ways of improving an emitted beam quality of high-power laser diodes (LDs) are proposed in both vertical and horizontal directions. Appropriate heterostructure design leads to a vertical beam divergence reduction to 12º (FWHM) while simultaneously maintaining a high power conversion efficiency of LDs. In turn, the spatial stabilization of an optical field distribution in the junction plane results in horizontal beam profile stabilization as a function of the device drive current. This spatial stabilization (with preferred high-order lateral modes) is forced by ion-implanted lateral periodicity built into the wide-stripe waveguide of a LD.
PL
Przedstawione zostały wybrane przykłady poprawy jakości wiązki promieniowania diod laserowych (DL) dużej mocy w płaszczyźnie prostopadłej do złącza (pionowej) i w płaszczyźnie złącza (poziomej). Odpowiedni projekt heterostruktury umożliwia ograniczenie rozbieżności wiązki w płaszczyźnie pionowej do 12º przy utrzymaniu wysokiej sprawności energetycznej DL. Z kolei stabilizacja pola optycznego w płaszczyźnie złącza wymuszona przez strukturę periodyczną wbudowaną w szerokopaskowy światłowód heterostruktury laserowej prowadzi do stabilizacji profilu wiązki w płaszczyźnie poziomej w funkcji poziomu wysterowania przyrządu. Ta struktura periodyczna (preferująca wysokie mody boczne) jest formowana techniką implantacji jonów.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W publikacji zawarto techniczne aspekty zasilania diod laserowych. Przedstawione zostały również autorskie rozwiązania stabilizacji termicznej diod laserowych w układzie sprzężenia zwrotnego, zrealizowany elektroniczny układ stabilizatora oraz cyfrowy system sterujący jego pracą.
EN
In the paper was presented the technical aspects for supply of laser diodes. Article includes author's solutions of thermal stabilization of laser diodes in the system of feedback circuit, implemented an electronic stabilization set and a digital control system of its work.
W artykule przedstawiono metodą pomiaru długości fali diody laserowej. Ideą pomiaru jest jednoczesne wyznaczenie bezwzględnych wartości zmian faz prążków interferencyjnych wiązki światła lasera badanego i wiązki światła lasera wzorcowego przy określonej zmianie różnicy dróg optycznych w układzie interferometru Michelsona. Zmiana faz rozpoczyna się od zerowej różnicy dróg optycznych, dla której faza prążków dla obu laserów jest równa zero. Podczas zwiększania różnicy dróg optycznych zmiana rzędów interferencji jest określana za pomocą zbudowanego do tego celu licznika, którego budowa została szeroko omówiona w artykule. Po otrzymaniu określonych rzędów interferencji, uruchomiona zostaje procedura stabilizacji różnicy dróg optycznych. Stabilizację uzyskano poprzez utrzymywanie stałej wartości fazy prążków lasera wzorcowego. W tak stabilizowanym interferometrze dokonuje się pomiaru fazy prążków lasera badanego. We wstępnych badaniach osiągnięto względną niedokładność pomiaru długości fali diody laserowej na poziomie 3ź10-6.
EN
The method of laser diode wavelength determination for metrological application is presented. The measurement idea is based on absolute phase change measurement in the Michelson interferometer having optical path difference stabilization. Laser diode beam and He-Ne laser beam are used simultaneously as a source of light in the same Michelson interferometer. Interferometer reflectors positions referring to the zero optical path difference are located. Next optical path difference is increased and interference order of fringes of both lasers lights are evaluated by counting fringe method. Increase of the optical path difference is stopped when fringe order of He-Ne laser is equal about to 10000. At that point the optical path difference is stabilized using He-Ne laser light. Relation of the fringes phases values of both lasers appoints wavelength.
Długość koherencji laserów półprzewodnikowych (diod laserowych) sięga obecnie od jednego do kilkunastu metrów w zależności od typu lasera. Ze względu na zależność długości fali światła od prądu zasilania możliwy do uzyskania zakres pomiarowy oraz rozdzielczość interferometru z diodą laserową jest istotnie ograniczony. W referacie została przedstawiona analiza teoretyczna i weryfikacja doświadczalna wpływu szumów zasilania diody laserowej na parametry metrologiczne interferometru do pomiarów przemieszczeń liniowych.
EN
Coherence length of the semiconductor laser (laser diode) reaches from 1 m to dozens meters depending on laser design and its type. However characteristic for laser diodes dependence of the emitted light wavelength on injection current limits resolution and measuring range of the laser diode based interferometer. Theoretical analysis and experimental verification of the influence of the laser diode supplying current noise on metrological parameters of the interferometer for linear displacement measurement are presented.
Przedstawiono wyniki prac porównawczych nad diodami laserowymi dużej mocy o symetrycznej i asymetrycznej konstrukcji heterostruktury, na pasmo 800 nm. Istotą konstrukcji asymetrycznej jest zastosowanie pasywnej warstwy falowodowej po stronie n, przez co rozkład pola optycznego generowanego promieniowania przesuwa się na tę stronę. Związane z tym zmniejszenie strat na swobodnych nośnikach umożliwia zwiększenie mocy emitowanego promieniowania diod laserowych poprzez rozszerzenie (w płaszczyźnie prostopadłej do złącza) przesuniętego rozkładu pola optycznego i wydłużenie rezonatora. Przesunięcie pola optycznego na stronę n umożliwia jednocześnie zmniejszenie grubości warstwy p-emitera, przez co oczekiwane jest zmniejszenie rezystancji (termicznej i elektrycznej) heterostruktury. Zostało to potwierdzone przez pomiary niestacjonarnych procesów cieplnych techniką czasowo-rozdzielczej spektroskopii. W pracy impulsowej diod laserowych zaobserwowano znacznie mniejsze przesunięcie termiczne widma promieniowania w ciągu pierwszych mikrosekund od czoła impulsu w przyrządach skonstruowanych na bazie heterostruktury asymetrycznej w porównaniu z diodami wykonanymi z heterostruktur symetrycznych. Tak szybkie (rzędu pojedynczych μs) procesy cieplne mogą być związane tylko z najbliższym otoczeniem warstwy aktywnej, zatem głównie z wysokorezystywną warstwą p-emitera. W artykule przedstawiono technikę badania procesów cieplnych w obszarze aktywnym DL metodą czasowo-rozdzielczej spektroskopii z zastosowaniem kamery ICCD firmy Andor. Ze względu na rozdzielczość czasową znacznie poniżej l μs (z bramką do 2 ns), technika ta dostarcza informacji o szybkich, niestacjonarnych procesach w obszarze aktywnym i jego najbliższym otoczeniu. Jest zatem bardzo pomocna w ocenie konstrukcji przyrządów. Przedstawione wyniki pokazują, że konwencjonalna technika wyliczania rezystancji termicznej diod pracujących w warunkach CW może prowadzić do wniosków niezgodnych z wnioskami z pomiarów techniką czasowo-rozdzielczej spektroskopii. Wskazano możliwe przyczyny tych rozbieżności.
EN
The results of comparative investigations on 800-nm-band high-power laser diodes based on symmetric and asymmetric heterostructure design are presented. The idea of asymmetric heterostructure design is the insertion of a passive waveguide layer at the heterostructure's n-side whereby a field distribution of generated radiation shifts toward this side. Resulting decrease in free-carrier loss allows increasing of emitted radiation power by widening (perpendicular to the junction plane) of shifted optical field distribution and by laser cavity elongation. The shift of the optical field distribution toward the heterostructure n-side makes simultaneously possible a reduction of p-cladding layer thickness, which should cause a decrease of its thermal and electrical resistances. This has been confirmed by time-resolved spectroscopy measurements of transient thermal processes in laser diodes. In pulse operation, distinctly less thermal shift of lasing spectrum during the first (2 to 5) microseconds after the pulse start has been observed in asymmetric-design devices compared to symmetric ones. Such fast thermal processes can be connected only with the nearest vicinity of the active region i.e. mainly with the highly resistive p-cladding layer. Presented results show that conventional steady-state technique of thermal resistance measurements for CW operating laser diodes can sometimes lead to conclusions inconsistent with these obtained by the time-resolved spectroscopy. Possible reasons of the discrepancy are indicated.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Considered facilities of miniaturization various types of lasers taking into account their construction features and active media physical properties.
PL
W pracy rozważono własności miniaturyzacji różnych typów laserów, ze względu na ich cechy konstrukcji oraz własności fizyczne aktywnego medium (Fizyczne podstawy źródeł radiacji laserowej w kontekście miniaturyzacji ich wymiarów.
W pracy przeanalizowano przesuwanie się charakterystyk spektralnych w diodach laserowych (DL) z różną rezystancją termiczną (R1), a także zmianę ich charakterystyk mocowo-prądowych na różnych etapach montażu. Mierzono wzrost temperatury złącza DL podczas przyłożonego impulsu prądowego poprzez dynamiczne (z rozdzielczością czasową) pomiary spektralne przy pomocy kamery ICCD. Porównano przesunięcia widm DL w czasie trwania impulsu o długości l ms w pomiarach dynamicznych i przesunięcia widm w czasie pomiarów przy stałej repetycji i zwiększającym się czasie trwania impulsu w zależności od wartości R1. Wyniki te posłużyły do opracowania metody oceny jakości montażu na etapie pomiarów impulsowych.
EN
In this paper, the shift of spectral characteristics measured at a constant rate of bias pulse repetition and various pulse duration for laser diodes (LDs) with different thermal resistances has been presented. The temperature increase of the p-n junction of LDs during the current pulse has been investigated by dynamic (time-resolved) spectral measurements using an ICCD camera. For LDs with a different thermal resistance spectral shift during a 1 ms long pulse in dynamic measurements and in the measurements at a constant rate of pulse repetition with variable pulse duration has been demonstrated.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.