新型光學(xué)微腔激光器的構(gòu)造及其方向性激光出射的研究.pdf

1、光學(xué)微腔是一種尺寸在微米量級(jí)或者亞微米量級(jí)的光學(xué)諧振腔，它利用在折射率不連續(xù)的界面上的反射、全反射、散射或者衍射等效應(yīng)，將光限制在一個(gè)很小的區(qū)域。由于腔體積的減小，腔內(nèi)通常只能支持一個(gè)或者幾個(gè)光學(xué)模式的諧振，因而置于腔內(nèi)的原子或者分子的自發(fā)輻射性質(zhì)會(huì)受到影響從而得到激光出射。光學(xué)微腔在微型激光器和光通信器件等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 本論文集中研究了新型微腔激光器的構(gòu)型和激光出射特性，設(shè)計(jì)并制備了一系列新型有源微諧振腔，在激光

2、泵浦的條件下研究了微腔的光譜、閾值以及方向性激光出射的特性。 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： 1．提出了一種新的利用溶膠一凝膠技術(shù)制備高Q平面光學(xué)微腔的方法，可在低溫(150度)下高質(zhì)量地制備得到布拉格反射鏡，進(jìn)而得到平面微腔。這種方法在有機(jī)平面微腔的制備上具有特別的優(yōu)勢(shì)。采用該方法制備得到的有機(jī)微腔的Q值比以往報(bào)道提高了一個(gè)量級(jí)。 2．通過(guò)人工構(gòu)造隨機(jī)皺褶表面的有源光學(xué)波導(dǎo)，獲得縱向模式可控的波導(dǎo)隨機(jī)激光。通過(guò)有效折

3、射率近似，將波導(dǎo)表面無(wú)序的二維體系轉(zhuǎn)化成一維多層膜結(jié)構(gòu)，并利用傳輸矩陣方法對(duì)隨機(jī)模式以及模式的場(chǎng)分布進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)相符。 3．提出了一種新的平面微腔和隨機(jī)微腔耦合的平面隨機(jī)微腔激光器。在這種新的結(jié)構(gòu)中得到了平面微腔所不具有的高Q值(大于20000)，也得到了隨機(jī)激光所希望的低閾值(降低了4-5個(gè)數(shù)量級(jí))，以及很好的方向性激光出射(1.5-1.6度)，并給出了平面隨機(jī)微腔方向性出射的物理解釋。在此基礎(chǔ)上制備了含液晶