雙波長振蕩的外腔半導(dǎo)體激光器設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬.pdf

1、本論文主要研究雙波長振蕩的外腔半導(dǎo)體激光器。外腔半導(dǎo)體激光器由普通半導(dǎo)體激光器外部引入光學(xué)反饋元件構(gòu)成，而雙波長激光器能同時(shí)輸出兩個(gè)波長激光。本文采用外腔反饋的方法來實(shí)現(xiàn)雙波長輸出，為采用雙波長激光器實(shí)現(xiàn)連續(xù)太赫茲波(THz)輻射研究做準(zhǔn)備。 論文首先綜述了雙波長反饋外腔半導(dǎo)體激光器及其應(yīng)用前景，并提出了本研究課題的任務(wù)和意義。接著介紹了目前已有的外腔反饋半導(dǎo)體激光器的基本理論成果，論述了外腔反饋中的動(dòng)態(tài)變化機(jī)理等。按雙波長可調(diào)

2、諧輸出要求，設(shè)計(jì)了以表面鍍有V-形金條的毛玻璃為光學(xué)反饋元件(金條反射率在99％以上)的傅立葉變換外腔來實(shí)現(xiàn)雙波長反饋與調(diào)諧，并對(duì)其進(jìn)行光路計(jì)算得到反饋鏡移動(dòng)距離△x與反饋的雙波長波長差△λ之間的關(guān)系為△λ=dcosα△x/mf，同時(shí)我們將該外腔結(jié)構(gòu)做一些改變還可以得到其他類似的傅立葉外腔。論文對(duì)外腔反饋激光器的模式特性進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果得到隨著等效腔反饋率k值的增大，半導(dǎo)體激光器內(nèi)穩(wěn)定振蕩的模式數(shù)目明顯增加且總數(shù)為奇數(shù)2n+1，n=0

3、，1，2…，工作模式由單模，向多模、混沌轉(zhuǎn)化。在雙波長反饋中兩光波的反饋率基本相等時(shí)，有兩個(gè)輸出光波，且強(qiáng)度基本一致，而反饋率不等時(shí)兩光波的輸出強(qiáng)度出現(xiàn)明顯變化，甚至只有一個(gè)光波輸出，可見雙波長之間是存在著明顯的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。最后我們做了可調(diào)諧光柵單波長反饋半導(dǎo)體激光器實(shí)驗(yàn)研究，得到了反饋半導(dǎo)體激光輸出的一些特性。 本文研究的內(nèi)容涉及雙波長振蕩的外腔半導(dǎo)體激光器設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬，同時(shí)進(jìn)行了光柵單波長反饋實(shí)驗(yàn)，能夠?yàn)殡p波長振蕩外腔激光器