新型可調(diào)諧窄線寬分布反饋染料激光器的研究.pdf

1、分布反饋（Distributed Feedback, DFB）染料激光器具有無腔鏡、閾值低、輸出線寬窄、調(diào)諧方便等許多優(yōu)點(diǎn)，在光學(xué)器件、集成光路、光通信等許多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)DFB染料激光器通常是通過改變相干光泵浦夾角實(shí)現(xiàn)輸出波長調(diào)諧，調(diào)諧手段比較單一。本文基于向列相液晶分子對電場敏感的物化特性，將液晶和染料共摻于特制的液晶盒和設(shè)計的溝槽中，通過在液晶盒和溝槽上加電壓實(shí)現(xiàn)輸出激光的方便調(diào)諧。
　　本文首先借助耦合波理論推

2、導(dǎo)了折射率或增益周期性分布介質(zhì)中的耦合波方程，基于該方程得到了DFB激光器的振蕩條件和振蕩頻率、模式譜以及透射和反射功率增益，推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)DFB激光器的諧振由介質(zhì)內(nèi)部周期性微擾提供，并且DFB激光器具有嚴(yán)格的波長選擇特性、很低的閾值以及很窄的輸出線寬。研究了增益DFB染料激光器的輸出特性。利用Nd:YAG（532nm、10ns、1Hz）激光器分別相干泵浦PM567、PM597摻液晶P0616A的液晶盒，獲得了可調(diào)諧窄線寬激光輸出，當(dāng)相干光半

3、夾角分別從46o~50o和45.5o~47.5o變化時，獲得的調(diào)諧范圍為550nm~587nm和565nm~590nm，激光閾值分別為33.5μJ、36.7μJ，輸出線寬均小于0.1nm。當(dāng)固定相干光半夾角為50o，在摻有PM567的液晶盒上加3.4V~4.2V、10kHz的方波電壓時，實(shí)現(xiàn)了553nm~563nm（約10nm）的調(diào)諧輸出。另外當(dāng)兩束光偏振方向之間的夾角Φ逐漸增大時，激光能量輸出逐漸減弱，當(dāng)Φ約為90o（實(shí)驗(yàn)中為86o）

4、時，激光淬滅，此時當(dāng)泵浦能量增加到原來的1.6倍時，激光重新出現(xiàn)。設(shè)計了填充液晶的一維折射率DFB激光器，基于實(shí)驗(yàn)室常用染料的熒光譜范圍，確定了溝槽結(jié)構(gòu)的尺寸：槽距為920nm、槽寬為460nm、槽深約為1μm。利用FDTD方法模擬了電磁波在所設(shè)計溝槽中的傳播過程，模擬發(fā)現(xiàn)：液晶和溝槽材料的折射率差值越大，禁帶越寬越深，當(dāng)二者的差值減小時，禁帶中心對應(yīng)的波長發(fā)生藍(lán)移；同時當(dāng)溝槽的周期越多時，禁帶越深，邊沿越陡峭，則禁帶邊沿處對應(yīng)的激光線