全自動寬譜可調(diào)超快激光器系統(tǒng)

半導(dǎo)體光電器件，如激光器、 光學(xué)開關(guān)、太赫茲信號發(fā)生等器件的高速光信號測量與性能表征。

1、全自動寬帶可調(diào)諧飛秒激光器: 1) 集成泵浦源：單頻532nm，功率18W； 2) 振蕩器輸出功率：650mW @680 nm，3.5W @800 nm，550mW @1020 nm，200mW @1080 nm； 3) 波長調(diào)諧范圍： 680-1080nm； 4) 波長調(diào)諧速度：40 nm/s； 5) 功率穩(wěn)定性：±0.5%； 6)脈沖寬度：140fs； 7)含有內(nèi)部集成的光譜儀. 2、同步泵浦飛秒光參量振蕩器（OPO）: 1) 信號光波長調(diào)諧范圍1000-1600nm； 2) 信號光輸出功率：700mW @peak； 3) 光參量振蕩器工作時，泵浦光和信號光可以同時輸出并能相互獨 立地調(diào)諧，泵浦光的調(diào)諧范圍為740-880nm; 4) 重復(fù)頻率：80MHz; 5) 脈沖寬度典型值：200fs; 6) 光參量振蕩器集成內(nèi)置的光譜儀。

從光性能和管理的靈活性角度面言，使用可調(diào)激光器可以說是最好的解決方案。在PON的ONU中使用的可調(diào)激光器需要通過內(nèi)部波長鎖定器或外部波長監(jiān)控單元控制輸出波長的穩(wěn)定性，保證波長通過AAWG通道，將信號送至對端。但增加波長鎖定器或外部波長控制單元無疑增加了PON系統(tǒng)中ONU的成本。目前PON中使用的可調(diào)激光器比傳統(tǒng)的激光器更為復(fù)雜，價格也較為昂貴，有待可調(diào)激光器技術(shù)的成熟來降低PON的成本。

納米級激光器在分子級別精密測量、拍字節(jié)海量存儲、DNA和RNA直接測序等方面具有廣泛而重要的應(yīng)用前景，是納米光子學(xué)研究的重點和熱點。半導(dǎo)體納米線具有增益介質(zhì)、諧振腔和光波導(dǎo)等多種功能，是理想的納米級激光器材料。波長/頻率的調(diào)節(jié)對激光器在光譜測量、光通信、軍事和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用非常重要。我們研究單根寬范圍波長可調(diào)半導(dǎo)體納米線激光器。引入移動源和移動襯底的方法制備寬帶隙調(diào)控半導(dǎo)體納米線；深入研究波長變化物理機(jī)理，提出新型波長調(diào)控方法，在單根半導(dǎo)體納米線上實現(xiàn)寬范圍波長連續(xù)調(diào)節(jié)；并通過設(shè)計和加工微納結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)波長精密調(diào)控。同時研究半導(dǎo)體納米線激光器的閾值、模式和偏振等參數(shù)的調(diào)控。我們的研究對于發(fā)現(xiàn)納米級光與物質(zhì)相互作用新效應(yīng)和新機(jī)理具有重要意義，將推動半導(dǎo)體納米線激光器及微納光子器件在光電集成、通信、信息存儲、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

微納光源是微納光子芯片的核心部件，是其小型化和集成化的最大挑戰(zhàn)，是納米光子學(xué)研究的重點和熱點。微納光源為超小型低成本光子芯片、納米分辨成像技術(shù)及單光子源提供新方案。本項目以單根寬范圍波長可調(diào)半導(dǎo)體納米線激光器為中心，主要研究了如下內(nèi)容：1）寬帶隙調(diào)控半導(dǎo)體納米線制備；2）寬帶隙調(diào)控半導(dǎo)體納米線結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能研究；3）單根寬范圍波長可調(diào)半導(dǎo)體納米線激光器研制和波長調(diào)控機(jī)理研究；4）波長可調(diào)半導(dǎo)體納米線激光器的性能優(yōu)化、初步應(yīng)用和封裝研究。 取得的重要創(chuàng)新成果、關(guān)鍵數(shù)據(jù)及科學(xué)意義：1）發(fā)展了一種移動源的漸變帶隙納米線的制備方法，制備了多種成分漸變的硫硒化鎘納米結(jié)構(gòu)，并通過統(tǒng)計建模，優(yōu)化生長條件，實現(xiàn)了高產(chǎn)率生長；2）研制了一種單根寬范圍波長可調(diào)半導(dǎo)體納米線激光器，調(diào)節(jié)范圍達(dá)到119 nm，覆蓋紅光到綠光，并實現(xiàn)單模輸出，是目前報道的波長調(diào)節(jié)范圍最寬的單根納米激光器；3）設(shè)計和實現(xiàn)了全光纖型的納米線激光波長可逆電調(diào)控，波長調(diào)諧范圍可達(dá)40 nm，調(diào)諧精度可達(dá)1.2 nm；4）對納米結(jié)構(gòu)激光器的偏振、模式特性進(jìn)行了研究，設(shè)計并制備了石墨烯-納米帶復(fù)合結(jié)構(gòu)光源，實現(xiàn)了納米帶光源輸出光偏振態(tài)的控制；制備了一種橫向發(fā)光的硒化鎘納米帶激光器，成功實現(xiàn)了偏振度高達(dá)0.91、低閾值的單縱模納米帶激光出射，是目前已報道納米線/帶激光器中最高的偏振度；5）設(shè)計了一種金屬納米線-氮化鎵復(fù)合結(jié)構(gòu)肖特基結(jié)紫外LED，克服了傳統(tǒng)肖特基結(jié)LED金屬層吸收損耗嚴(yán)重的問題，實現(xiàn)了外量子效率達(dá)0.9%的紫外發(fā)光，是目前報道效率最高的肖特基結(jié)LED，在信息存儲、水凈化、醫(yī)用器械殺菌、紫外固化、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有廣泛且重要的應(yīng)用前景； 6）提出了一種利用環(huán)形熒光納米線作為照明光源，實現(xiàn)二維遠(yuǎn)場無標(biāo)記、寬視場超分辨成像的方法，成功實現(xiàn)間距70 nm的亞波長結(jié)構(gòu)超分辨成像，視場達(dá)到上千平方微米，比已報道的視場大兩個數(shù)量級，并首次將此方法應(yīng)用在生物樣品、微電子產(chǎn)品等實際樣品上。