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光栅外腔可调谐半导体激光器的外腔反馈特性研究

作　者: 张文甲
导　师: 余永林
学　校: 华中科技大学
专　业: 光电信息工程
关键词: 可调谐半导体激光器外腔光栅 Zemax
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 17次
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内容摘要

随着科技的不断进步，可调谐半导体激光器受到越来越多的关注和研究。在光通信网络中，可调谐半导体激光器可提高整个网络的灵活性和运行效率。另外，可调谐半导体激光器还是原子物理、测量、军事等诸多领域的关键器件。在众多类型的可调谐半导体激光器中，外腔可调谐半导体激光器具有可调谐范围宽、光谱纯度高、系统稳定等一系列优点，已成为研究的热点器件之一。本论文针对光栅外腔可调谐半导体激光器的外腔反馈部分进行了模拟分析以及实验研究，具体工作如下：(1)本论文首先阐述了半导体激光器的基本工作原理并讨论了不同类型的可调谐半导体激光器的特点并讨论了外腔可调谐半导体激光器的选模和波长调谐原理。(2)在相关理论的基础上，利用光学软件Zemax建立了外腔可调谐半导体激光器中Litrrow式结构和Littman-Metcalf式结构的光学外腔反馈模型，并利用Zemax的优化功能对Litrrow式结构和Littman-Metcalf式结构的外腔准直镜进行优化，得到了较高的外腔反馈耦合效率。(3)获得了外腔各个位置的光斑形状，并分析了外腔反馈中透镜以及光栅对系统的影响。利用Zemax的宏命令，得到了外腔反馈系统的波长-耦合效率的反馈曲线，在此基础上模拟了激光器调谐，获得了调谐时的外腔系统的反馈曲线。(4)在Litrrow式和Littman-Metcalf式的模拟基础上，提出了一种利用旋转透镜调谐的外腔半导体激光器，利用Zemax得到了此种外腔可调谐半导体激光器透镜旋转调谐时的反馈曲线。基于模拟研究，设计了旋转透镜调谐的外腔半导体激光器的实验方案并搭建了实验系统，验证了所提出的设想。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 引言  8-17
  1.1 可调谐半导体激光器及其研究意义  8-11
  1.2 可调谐半导体激光器的分类  11-15
  1.3 本文的主要工作  15-17
2 外腔可调谐半导体激光器的工作原理  17-32
  2.1 半导体激光器的基本工作原理  17-21
  2.2 外腔可调谐半导体激光器的基本原理  21-28
  2.3 光栅外腔可调谐半导体激光器中的关键部件  28-31
  2.4 本章小结  31-32
3 光栅外腔可调谐半导体激光器光学外腔的模拟  32-51
  3.1 Zemax简介  32-35
  3.2 Littrow式光学外腔的模拟以及分析  35-47
  3.3 Littman-Metcalf式光学外腔的模拟以及分析  47-49
  3.4 本章小结  49-51
4 旋转透镜调谐的光栅外腔半导体激光器  51-59
  4.1 旋转透镜调谐式外腔方案及分析  51-53
  4.2 旋转透镜调谐式外腔半导体激光器的实验研究  53-58
  4.3 本章小结  58-59
5 总结与展望  59-61
  5.1 工作总结  59-60
  5.2 工作展望  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
附录攻读硕士学位期间发表论文目录  66

光栅外腔可调谐半导体激光器的外腔反馈特性研究

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