学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

ZnO无序介质受激辐射特性的数值模拟

作　者: 游巧琴
导　师: 谢应茂
学　校: 赣南师范学院
专　业: 光学
关键词: ZnO无序介质时域有限差分法受激辐射局域模
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 10次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

基于ZnO纳米柱制备及发光实验,建立ZnO纳米柱的中心位置和半径大小都是无序的二维无序介质结构模型,研究ZnO纳米柱无序介质中的光激发特性。首先研究非增益、无损耗ZnO纳米柱无序介质中的光学特性。采用ZnO增益唯象模型,应用时域有限差分方法,数值模拟高斯脉冲在无序介质中光场的空间分布。选取探测点,利用同一波源得到探测点处的频谱在ZnO增益范围内的共振峰;选用峰值对应的正弦波源激发此无序介质,得到无序介质中光场的空间分布呈现局域化特征,并确定为局域模。其次研究有增益、有损耗ZnO纳米柱无序介质中的光学特性,研究泵浦功率对位于ZnO活性介质的增益区内的局域模激发特性的影响。利用同一高斯脉冲得到探测点处的频谱在ZnO增益范围内的四个共振峰,发现无序介质中的频谱只与介质结构有关,而与介质的损耗和增益无关。选用峰值对应的正弦波源激发此无序介质,得到无序介质光场的空间分布,发现光场相对强度的形状与损耗和增益无关,损耗和增益只改变光场强度。研究了泵浦功率对位于ZnO活性介质的增益区内的局域模激发特性的影响,得到不同局域模具有不同的泵浦功率阈值。最后研究了泵浦面积对位于ZnO活性介质的增益区内的某一局域模激发特性的影响。改变泵浦功率,从左到右依次增加两层ZnO纳米柱泵浦和单独泵浦一个局域区域;泵浦功率一定时,增加泵浦局域区域和非局域区域中ZnO纳米柱个数。得到ZnO纳米柱无序介质中泵浦面积对局域模发射特性的影响的结论。当泵浦功率较小时,无论泵浦面积多大都不能激发局域模;不同的泵浦功率,局域模被激发所需的临界泵浦面积不同。随着泵浦功率的增加,光场相对强度呈递增趋势,当泵浦功率超过临界功率时,光场相对强度急剧上升;泵浦单独一个局域区域时,随着泵浦层数的增多,局域模的位置朝着泵浦面积增加的方向移动,同时光场局域的强度也变大。泵浦非局域区域,光场分布没什么变化。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-13
  1.1 ZnO 无序介质  8-12
    1.1.1 半导体粉末无序介质  8-10
    1.1.2 多晶模无序介质  10-11
    1.1.3 团簇无序介质  11
    1.1.4 纳米柱无序介质  11-12
  1.2 本论文研究的主要内容  12-13
第2章时域有限差分法基本原理  13-18
  2.1 麦克斯韦（Maxwell）方程在二维直角坐标情形下的 FDTD 形式  13-15
  2.2 FDTD 的稳定性条件  15-16
  2.3 PML 吸收边界条件  16
  2.4 激励源的设置  16-18
第3章光在非增益ZnO 无序介质中的光学特性的研究  18-22
  3.1 ZnO 纳米柱的介质结构模型  18
  3.2 ZnO 纳米柱介质的增益模型  18-19
  3.3 非增益 ZnO 无序介质的频谱特性和光场分布  19-21
  3.4 本章小结  21-22
第4章 ZnO 纳米柱无序介质中泵浦功率对局域模发射的影响  22-26
  4.1 活性 ZnO 无序介质中的频谱特性和光场分布  22-24
  4.2 泵浦功率对局域模激发的影响  24-25
  4.3 本章小结  25-26
第5章 ZnO 纳米柱无序介质中泵浦面积对局域模发射的影响  26-30
  5.1 频谱特性和光场分布  26
  5.2 泵浦面积对局域模激发特性的影响  26-29
  5.3 本章小结  29-30
第6章结论与展望  30-33
  6.1 结论  30-31
  6.2 无序激光器的应用前景  31
  6.3 无序激光研究的发展方向  31-33
参考文献  33-35
攻读学位期间的研究成果  35-36
致谢  36

ZnO无序介质受激辐射特性的数值模拟

内容摘要

全文目录

相似论文