增益腔模大失配型垂直外腔面发射激光器侧向激射抑制

宫玉祥; 张卓; 张建伟; 张星; 周寅利; 刘天娇; 徐玥辉; 吴昊; 陈超; 宁永强; 王立军

doi:10.37188/CJL.20220304

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增益腔模大失配型垂直外腔面发射激光器侧向激射抑制

器件制备及器件物理 | 更新时间：2023-03-13

- 增益腔模大失配型垂直外腔面发射激光器侧向激射抑制
  增强出版
- Restraining Lateral Lasing Invertical External Cavity Surface Emitting Laser with Large Mismatch Between Gain and Cavity Mode
- 发光学报 2023年44卷第2期页码：314-320
- 作者机构：
  
  1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室，吉林长春　130033
  2.中国科学院大学，北京　100049
- 作者简介：
  
  [ "宫玉祥（1997-），男，山东青岛人，硕士研究生，2020年于哈尔滨工业大学获得学士学位，主要从事光泵浦垂直腔面发射半导体激光器的研究。 E-mail： gongyuxiang20@ucas.ac.cn" ]
  [ "张建伟（1985-），男，山东济宁人，博士，研究员，硕士生导师，2013年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位，主要从事垂直腔面发射激光器及微腔激光器的模式调制特性的研究。 E-mail： zjw1985@ciomp.ac.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2018YFB2201103);吉林省科技发展计划重点项目(20200401006GX);国家自然科学基金(11774343;61804087;61874117);国家自然科学基金重大项目(62090060)
- DOI：10.37188/CJL.20220304
  中图分类号： TN248.4
- 纸质出版日期：2023-02-05，
  
  收稿日期：2022-08-22，
  
  修回日期：2022-09-06，
- 稿件说明：
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宫玉祥,张卓,张建伟等.增益腔模大失配型垂直外腔面发射激光器侧向激射抑制[J].发光学报,2023,44(02):314-320.

GONG Yuxiang,ZHANG Zhuo,ZHANG Jianwei,et al.Restraining Lateral Lasing Invertical External Cavity Surface Emitting Laser with Large Mismatch Between Gain and Cavity Mode[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(02):314-320.
宫玉祥,张卓,张建伟等.增益腔模大失配型垂直外腔面发射激光器侧向激射抑制[J].发光学报,2023,44(02):314-320. DOI： 10.37188/CJL.20220304.

GONG Yuxiang,ZHANG Zhuo,ZHANG Jianwei,et al.Restraining Lateral Lasing Invertical External Cavity Surface Emitting Laser with Large Mismatch Between Gain and Cavity Mode[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(02):314-320. DOI： 10.37188/CJL.20220304.

摘要

垂直外腔面发射激光器（Vertical external cavity surface emitting laser，VECSEL）的侧向激射是制约其高性能工作的关键。我们设计了室温下量子阱增益峰与表面腔模大失配（30 nm）的增益芯片结构，并证实该结构可以有效抑制泵浦功率增加时VECSEL的侧向激射增强问题。增益芯片基底温度为20 ℃时，VECSEL正向激射波长位于980 nm，侧向激射波长位于950 nm，当泵浦功率逐步增加时，侧向激射强度随着正向激射的出现而迅速降低。这是因为激光正向激射时量子阱的受激辐射能级与正向激射激光模式匹配，正向激射的激光模式可以获取更高的模式增益，在与侧向模式的竞争中处于优势地位。当基底温度控制在0 ℃与10 ℃时，量子阱本征增益峰值与表面腔模失配度增大，此时VECSEL仍然表现出稳定的侧向激射抑制效果。

Abstract

The lateral lasing of vertical external cavity surface emitting laser（VECSEL） is the key to restrict its high performance. We designed a gain chip structure with a large mismatch（30 nm） between the quantum well gain peak and the surface cavity mode at room temperature， and confirmed that this structure can effectively suppress the lateral lasing enhancement of VECSEL when the pump power increases. When the substrate temperature of the gain chip is 20 ℃， the longitudinal lasing wavelength of VECSEL is 980 nm and the lateral lasing wavelength is 950 nm. As the pump power increases gradually， the lateral lasing intensity decreases rapidly with the emergence of longitudinal lasing. This is because the stimulated radiation level of the quantum well matches the longitudinal lasing laser mode when the laser is longitudinal lasing. The longitudinal lasing laser mode can obtain higher mode gain and have an advantage in the competition with the lateral mode. When the substrate temperature is controlled at 0 ℃ and 10 ℃， the mismatch between the quantum well intrinsic gain peak and the surface cavity mode increases. At this time， VECSEL still shows a stable lateral lasing suppression effect.

关键词

垂直外腔面发射激光器侧向激射增益失谐模式竞争

Keywords

vertical external cavity surface emitting lasers（VECSELs）lateral lasinggain detuningmode competition

references

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