基于微環(huán)諧振腔的雙波長(zhǎng)單縱模半導(dǎo)體激光器的研究.pdf

1、微環(huán)諧振腔由于具有體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，插入損耗小等優(yōu)點(diǎn)，在光集成器件中應(yīng)用十分廣泛。微環(huán)諧振腔在激光器中，主要是提供對(duì)縱模的選擇作用。如果使用兩個(gè)微環(huán)進(jìn)行級(jí)聯(lián)，由于游標(biāo)效應(yīng)，可以使自由光譜范圍(FSR)增大。太赫茲(THz)輻射由于所處的頻譜位置的特殊性，在許多方面有廣闊的應(yīng)用前景。本論文設(shè)計(jì)的基于微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器可以產(chǎn)生雙波長(zhǎng)單縱模的激光，用于拍頻產(chǎn)生太赫茲信號(hào)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)介紹

2、了THz輻射的研究背景及意義，介紹了光學(xué)微環(huán)諧振腔在光集成器件中的應(yīng)用，提出了一種新的基于雙微環(huán)結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器，并可以用來拍頻產(chǎn)生THz信號(hào)。
　　 (2)對(duì)矩形波導(dǎo)的模場(chǎng)分布特性進(jìn)行了研究，通過對(duì)其特征方程的求解,模擬了Emny模的場(chǎng)分布。當(dāng)直波導(dǎo)尺寸較大時(shí)，既有基模又有高階模。當(dāng)直波導(dǎo)尺寸比較小時(shí)，只存在基模。接著分析了彎曲波導(dǎo)的模場(chǎng)分布特性及波導(dǎo)尺寸對(duì)其模場(chǎng)的影響。
　　 (3)分析了微環(huán)諧振條件，以微環(huán)

3、與直波導(dǎo)側(cè)向耦合為例，分析了其耦合系數(shù)與傳播距離的關(guān)系，振幅耦合比率與波導(dǎo)尺寸和波長(zhǎng)的關(guān)系，并進(jìn)行了模擬仿真。研究了微環(huán)內(nèi)相向傳播光方向控制的方法。
　　 (4)研究了上下載型微環(huán)和級(jí)聯(lián)微環(huán)的濾波特性，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型的雙波長(zhǎng)單縱?？烧{(diào)諧半導(dǎo)體激光器，建立了該激光器的理論模型，研究了其閾值特性，動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性。
　　 (5)通過對(duì)不同制作材料進(jìn)行比較，最終選擇InGaAsP/InP材料制作該激光器，研究了I