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 学位论文 布拉格反射波导光子晶体激光器的研究 |
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布拉格反射波导光子晶体激光器的研究 汪丽杰 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 布拉格反射波导激光器是一种具有线缺陷的一维光子晶体激光器，它在垂直方向利用光子带隙效应替代传统的全反射原理进行光限制，因此激光器具有大的模式体积和强的模式分辨，可实现超大光模式尺寸、稳定单横模工作。这种激光器可有效的解决传统边发射半导体激光器所面临的灾变光损伤、垂直发散角大等难题。另外，通过控制光子带隙导引模式，布拉格反射波导激光器可输出不同的远场光斑，这在一些领域具有很大的潜在应用。 本论文主要针对布拉格反射波导激光器进行了结构设计、材料生长、器件制备及测试分析，具体的研究内容和结果如下： （1）采用传输矩阵理论和布洛赫波近似的方法对布拉格反射波导的光学特性进行了深入分析，获得了布拉格反射波导的设计和计算方法。 （2）深入研究了布拉格反射波导激光器的模式特性，发现通过控制激光器的腔模分布可获得不同远场的激光输出，并证明了单边布拉格反射波导激光器实现双瓣远场输出。 （3）采用非对称布拉格反射波导激光器结构，制备的50μm条宽、800μm腔长激光器单管连续输出功率大于1.5W，阈值电流密度仅为253A/cm~2，最大电光转换效率可达48%。 （4）首次验证了一种布拉格反射波导双光束激光器，激光器在垂直方向输出两个对称的、近圆形的光束，单光束垂直发散角低至8°，这种双光束激光器在高速激光扫描、高灵敏度吸收光谱仪、刻蚀深度原位监控、离轴外腔及相干合束等领域具有很大的应用前景。 （5）对布拉格反射波导激光器的光谱特性进行了深入研究，制备的10μm条宽激光器可连续、单模工作，光谱线宽仅为0.052nm，边模抑制比大于33dB，并发现了其具有光谱调制现象。 （6）首次验证了双边布拉格反射波导激光器实现超窄垂直光束发散的激光输出，制备的808nm波长激光器输出一近圆形光斑，垂直和侧向远场发散角半高全宽可低至7.5°×7.2°，... 导师：许武;佟存柱 来源：中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013年 博士论文 |
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