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可以設計并優化光纖激光器和放大器、光波導激光器、光纖耦合器、多芯光纖、螺旋芯光纖、錐形光纖；也可以模擬超短脈沖在不同光纖設備中的傳輸，例如在光纖放大器系統、鎖模光纖激光器和通訊系統中的傳輸。 能夠跟蹤和優化光纖放大器和光纖激光器，讓它們適合各種應用。幫助評估和排除光纖激光器和放大器中各種不利的影響；能夠對有源光纖器件性能進行預測；能尋找最佳光纖長度、摻雜濃度、折射率分布等；能夠計算摻雜濃度與光線的關系，準確模擬雙包層光纖，還可以模擬時域動態變化，可以理解和優化的細節如功率效率和噪聲系數。 RP Fiber Power可用于分析和優化各種器件： 單模和多模光纖 計算模式特性；計算光纖耦合系數；模擬光纖彎曲、非線性自聚焦效應對光束傳輸和高階光孤子傳輸的影響。 光纖耦合器、雙包層光纖、多芯光纖、平面波導 模擬雙包層光纖的泵浦吸收,光纖耦合器的光束傳輸, 光在錐形光纖的傳輸, 分析彎曲的影響, 放大器中的交叉飽和影響, 泄漏模式等。 光纖放大器 研究單級和多級放大器中的增益飽和特性(連續或脈沖放大器), 鉺鐿共摻光纖放大器能量轉移過程、猝滅效應、自發輻射放大等。 光纖通信系統 分析色散與非線性信號失真，放大器噪聲的影響，優化放大器非線性效應和放置位置。 光纖激光器 分析并優化能量轉換效率、波長調諧范圍、動態調Q。 超快光纖激光器和放大器 研究脈沖的形成機制和穩定范圍，非線性效應和色散的影響，拋物脈沖放大，優化色散脈沖壓縮，靈敏度反饋，超連續譜的產生。 脈沖和超快速固體激光器和放大器 研究Q開關，模式鎖定行為，找到可飽和吸收器所需的特性，分析反饋靈敏度，啁啾脈沖放大研究再生放大穩定性極限。 這款軟件是致力于光纖器件學科研究或工業開發人士的必備工具。這款軟件及其技術支持將為您的工作效率和工作能力提供極大的便利。同時，這款軟件也是一款相當出色的教學工具。 目前已使用該軟件的高校：耶拿大學、英國南普頓大學、北京工業大學、中國科學技術大學、上海技術應用學院、華中科技大學、西北大學、復旦大學、深圳大學、國防科技大學、長春理工大學、南京理工大學等。 目前已使用該軟件的單位：費朗霍夫研究所、蘇州納米所、兵器裝備部、三江航天、上海光機所、綿陽九院、中科院軟件所、中科院光電所商業單位、北京敏視達雷達有限公司等。   ※ 光纖數據： 軟件中帶有各種稀土摻雜光纖數據，即時可以仿真各種光纖激光器和放大器。   ※ 各種公開數據： “Yb-germanosilicate” “ErYb-phosphate” “Er-fluorozirconate F88” “Er-silicate L22”  “Er-fluorophosphate L11”  

實驗內容 1、理解激光產生的基本原理及外腔面發射激光器的工作原理； 2、掌握諧振腔的設計及基本調節方法，熟悉激光器主要性能參數的測試； 3、理解非線性頻率變換的基本原理，認識相位匹配的概念和種類； 4、掌握腔內倍頻激光器調節的要領，研究影響倍頻轉換效率的主要因素； 5、理解激光波長調諧的原理，了解主要調諧方式，學會標準具調諧方法的使用； 6、了解激光調 Q 的基本原理及主要手段，了解被動調 Q 激光器的使用調節方法； 7、了解激光鎖模的基本原理及方法，了解 SESAM 被動鎖模激光器的調節要點。

北京大學“極端光學創新研究團隊”發展了一種高精度的暗場光學成像定位技術(位置不確定度僅21 nm)，并結合電子束套刻工藝，實現了片上量子點微盤激光器與銀納米線表面等離激元波導的精確、并行、無損集成。這種微盤-銀納米線復合結構同時具有介質激光器與表面等離激元波導的優勢，因此不僅具有介質激光器的低閾值與窄線寬特性，而且具有表面等離激元波導的深亞波長場束縛特性。基于這種靈活、可控的制備方法，他們實現了片上微盤激光器與表面等離激元波導間多種形式的精確可控集成，包括切向集成、徑向集成以及復雜集成，并且對量子點無任何加工損傷；進一步，通過同時集成多個片上微盤激光器與多個銀納米線表面等離激元波導，他們獲得了多模、單色單模以及雙色單模的深亞波長(0.008λ2)相干輸出光源。這些高性能的深亞波長相干輸出光源可以容易地耦合并分配至其它深亞波長表面等離激元光子器件和回路中。因此，這種靈活、可控的精確集成方法在高集成密度的光子-表面等離激元復合光子回路中具有重要應用，并且這種方法可以拓展到其它材料和其它功能的微納光子器件集成中，為未來光子芯片的實現提供了一種可行的解決方案。  該工作于2018年5月發表在Advanced Materials上(Advanced Materials 2018, 30, 1706546)，并以卷首插畫(Frontispiece)的形式予以重點報道。文章的第一作者為北京大學物理學院博士研究生容科秀，陳建軍研究員為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、量子物質科學協同創新中心和極端光學協同創新中心等的支持。 圖1. 片上膠體量子點微盤激光器與銀納米線表面等離激元波導的精確、并行、無損集成。

成果簡介本項目在國家973計劃、863計劃等研究成果基礎上，跟蹤國際趨勢，形成9**nm 大功率單發光條半導體激光器，輸出功率大于12W，壽命1萬小時。主要優勢：（1 ）填補國內空白。（2 ）易于光纖耦合。（3 ）多種波長可選。應用簡介所處研發階段：中試階段適合應用領域：直接光加工、

本發明公開了一種雙波長可調諧半導體激光器，該激光器包括 有源區、相位區和光柵區；從下往上依次附著有第一緩沖層、有源層 和第一覆蓋層，第一緩沖層、有源層和第一覆蓋層構成了有源區；從 下往上依次附著有第二緩沖層、波導層和第二覆蓋層，第二緩沖層、 波導層和第二覆蓋層構成了相位區；從下往上依次附著有第三緩沖層、 光柵層和第三覆蓋層，第三緩沖層、光柵層和第三覆蓋層構成了相位 區；在第一覆蓋層的上表面設有第一電極，在第二覆蓋層的

5G新基建是國家的重要發展戰略，寬溫高可靠的25Gb/s DFB(分布反饋)激光器芯片是5G光傳輸核心光芯片，也是當前5G建設的卡脖子問題之一。自主可控的5G光模塊DFB激光器芯片對解決光通信“空芯化”問題，推進“中國芯”國家重大戰略實施，保障我國通信基礎設施安全具有重要的經濟和社會效益。因DFB激光器的微分增益隨溫度上升迅速下降，常規的DFB激光器面臨嚴重的高溫高帶寬瓶頸。面對5G應用要求的-40~85℃的寬溫應用場景，常規DFB激光器芯片往往是超頻運行，嚴重影響可靠性。因此，研制全國產寬溫25Gb/s DFB激光器芯片，同時兼顧低成本高可靠需求對推進“中國芯”國家重大戰略實施具有重要意義。 本成果創新性地提出一種溝中溝脊波導DFB激光器結構，相比較常規DFB激光器，在脊兩側對稱的刻蝕兩個溝槽。此結構可抑制注入載流子的橫向擴散，提高對光場的束縛，提高芯片帶寬，滿足芯片高速工作需要。芯片的高溫輸出光功率大于10mW，單模抑制比大于40dB，實測寬溫25Gb/s眼圖及誤碼率均達到商用需求。同時，相比較常規芯片，其制作過程只需多加一步簡單的刻蝕，無需二次外延，成本低，做了2000小時的老化試驗，其功率變化小于0.5%，具有高可靠性。 圖1（a）常規DFB激光器芯片截面圖（b）新型溝中溝脊波導DFB激光器芯片截面圖（c）新型溝中溝脊波導DFB激光器芯片概圖（d）（e）（f）分別為常規芯片、溝脊距為2μm、溝脊距為6μm SEM圖 圖2（a）（b）（c）25℃、55℃和85℃下不同溝脊距與常規芯片響應曲線對比（d）25℃、55℃和85℃下不同溝脊距與常規芯片響應帶寬對比，帶寬可提高3GHz 25℃和3.7GHz 85℃下芯片25Gb/s眼圖（g）25℃、55℃和85℃下芯片背靠背傳輸及10km傳輸誤碼率曲線 圖3（a）（b）25℃和85℃下常規芯片與溝中溝脊芯片2000小時老化實驗結果，功率變化小于0.5%

項目背景：DFB 半導體激光器是光通信領域中最為重要 的器件之一，目前已經有工業級溫度（-40°C-85°C）25G 波特率 DFB 大規模量產。但是，從 2000 年至今，DFB 激光器 的 3dB 帶寬在全世界范圍內幾乎沒有明顯提高，傳統的基于 載流子和光子響應的 DFB 激光器在傳統的制造工藝下已經趨 近其速率的物理極限，需要用新的物理本質來實現更高速率 的器件，從而進一步提升 DFB 芯片的調制速率和整個光通信 應用的傳輸速率。本項目研發的 50G 波特率 DFB 半導體激光 器將達到國際領先水平，填補國內空白，打破國外壟斷本項 目的實施，應對美國對中國高端材料和芯片的禁售風險。該 產品可在光通信系統中應用廣泛，可以承擔接入網、數據中 心網絡、無線網絡、傳輸網絡等多個方面的主力傳輸工作。 所需技術需求簡要描述：本項目期望突破當前 DFB 調制 速率的瓶頸，在目前大規模量產的 25G 波特率 DFB 的基礎上， 將速度翻一番，到達 50G 波特率。（1） 兩個背靠背 DFB 激 光器產生的光子-光子諧振效應（PPR）研究。（2） 背靠背 DFB 激光器的高速陶瓷載體設計。（3） 50G 波特率 DFB 芯片 和高速陶瓷載體的測試  對技術提供方的要求:1．光電子器件設計領域國際知名 專家，熟悉 50G 波特率 DFB 激光器基本設計。2．完善的 DFB 器件基礎知識和模擬能力。3．國內 985 高校教授，技術方案成熟可靠穩定有創新思維，不涉及知識產權侵犯。 

本實用新型公開了一種基于多模波導的新型光調制器。其結構是具有多模調制結構的電致吸收調制器、具有多模調制結構的相位調制器或者具有多模調制結構的馬赫澤德干涉儀調制器，多模調制結構包含模式復用器、模式解復用器、第一多模連接波導、多模波導光調制區、第二多模連接波導，多模調制結構是以模式復用器的輸入端作為多模調制結構的輸入端，以模式復用器的輸入端或者模式解復用器的輸出端作為多模調制結構的輸出端。本實用新型利用多模波導光調制區以及模式復用?解復用技術，使得光能夠以不同模式的方式多次經過光調制區，顯著增強對光場的調控效果，可降低驅動電壓，并提升消光比和調制速度等性能，適用于各種光調制結構和原理。

本項目利用一種新型結構獨特的兼具準直和選頻功能的混合菲涅爾透鏡衍射光柵光學元件來實現一種小型集成化、窄線寬的半導體激光器。結合混合菲涅爾透鏡衍射光柵光學元件外腔技術，使激光線寬小于50 kHz水平，實現微型化的厘米長度的窄線寬相干激光光源的批量制備。

本發明公開了一種半導體脈沖激光器熱電階梯冷卻方法，包括以下步驟：1)根據半導體脈沖激光器的額定工作溫度 Ts 選擇熱電模塊，將熱電模塊安裝在半導體脈沖激光器內并使用可編程直流電源控制其電壓；2)半導體脈沖激光器在 jt0 時刻釋放熱量 Qc 使半導體脈沖激光器內的溫度上升，可編程直流電源在 jt0 時刻相應地由恒定電壓 Us 調整為階梯電壓并施加在熱電模塊上，以使半導體脈沖激光器的實際工作溫度降低到 Ts±2℃；其中，j 為大于零的正整數。本發明通過給熱電模塊施以合適的階梯電壓，使熱電模塊冷端溫度呈現出衰減振蕩過程，能減小過冷溫度和增益溫度，保證半導體脈沖激光器的溫度要求。