硅基拉曼激光器的研究.pdf

1、近年來,現(xiàn)代光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的發(fā)展,而光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高造價和銅線傳輸?shù)乃俣葮O限成為了制約未來通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。硅的制作工藝成熟,成本低,容易實(shí)現(xiàn)集成化,因此硅基光器件的研究是未來光通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步發(fā)展的迫切需要。作為硅基光器件之一,硅基拉曼激光器成為了研究熱點(diǎn)。硅基拉曼激光技術(shù)的完善與成熟,將使低成本的全光交換網(wǎng)絡(luò)成為可能,使未來的計算機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)萬億比特(TB)量級的光學(xué)數(shù)據(jù)通路連接,引導(dǎo)電子計算機(jī)、通信、顯示等信息技術(shù)以及環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)

2、療等光子學(xué)技術(shù)發(fā)展到一個全新的階段。本論文主要從以下兩個方面開展了研究:
　　 一.對不同腔結(jié)構(gòu)的硅基拉曼激光器進(jìn)行了理論研究
　　 建立了直線形諧振腔硅基激光器、環(huán)形諧振腔硅基激光器、級聯(lián)硅基拉曼激光器的理論模型,考慮硅波導(dǎo)中雙光子吸收、自由載流子吸收等非線性效應(yīng),推導(dǎo)了硅基拉曼激光器中泵浦光和拉曼光的速率方程,得到了硅基拉曼激光器的輸出功率表達(dá)式。
　　 通過MATLAB對硅基拉曼激光器進(jìn)行了數(shù)值模擬,對影響

3、激光器輸出特性的各項參數(shù)進(jìn)行分析和計算。得到了激光器的輸入輸出功率曲線、反射率或耦合率對輸出特性的影響、自由載流子壽命對輸出特性的影響等曲線,并對擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了理論分析。綜合模擬結(jié)果,實(shí)現(xiàn)了對各種腔結(jié)構(gòu)的硅基拉曼激光器的輸出特性優(yōu)化設(shè)計方法。優(yōu)化后顯著提高了激光器的輸出特性。
　　 二.硅基拉曼激光器的實(shí)驗(yàn)研究
　　 通過調(diào)研了解國際上硅基拉曼激光器的實(shí)現(xiàn)方法,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的條件設(shè)計硅基拉曼激光器的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,購