新型半導體微環(huán)激光器的關鍵技術研究.pdf

1、得益于自身的閉合環(huán)路,半導體環(huán)形激光器不需要通過光柵或者解理面就可以實現(xiàn)激光的諧振并通過耦合器輸出,這使得半導體環(huán)形激光器在工藝上比較容易實現(xiàn)。由于具有雙穩(wěn)態(tài)特性,這使得它可以廣泛應用于光邏輯運算和光存儲,開辟了其在光信號處理等領域的廣闊前景。由于自身的獨特結(jié)構,半導體環(huán)形激光器在產(chǎn)生混沌信號方面也具有獨特的優(yōu)勢。環(huán)形波導工藝簡單,功能豐富,適合與其他光學器件集成。
　　本文以半導體環(huán)形激光器為出發(fā)點,對一些相關內(nèi)容做了較深入的研

2、究,主要包括如下內(nèi)容:
　　(1)首先調(diào)研了半導體環(huán)形激光器發(fā)展狀況、結(jié)構分類以及應用方向。
　　(2)設計了一種具有高階非球面反射鏡的環(huán)形激光器。通過光線追跡的方法設計出一種高階非球面反射鏡,這種結(jié)構可以代替環(huán)形激光器的彎曲波導部分,減小彎曲波導的切向損耗。通過與普通的拋物面反射鏡結(jié)構的對比以及有限時域差分方法的仿真,證明了該結(jié)構在光束傳播方面的優(yōu)勢。測試結(jié)果顯示,利用該結(jié)構制作的半導體環(huán)形激光器的閾值電流為60mA。當偏

3、置電流在140mA時,中心波長為1541nm,邊模抑制比大于20dB,自由光譜范圍為2.78nm。
　　(3)運用光線追跡和有限時域差分的方法設計并模擬了一種基于橢圓面反射鏡的扇形微環(huán)激光器。與普通的三角形環(huán)形腔相比,由于引入了橢圓形反射鏡面使得這種新型的微腔的鏡面反射損耗極低(1％),功率傳輸率為93%,在1576.36nm諧振波長處Q值達到了23318.6。證明了該扇形微環(huán)激光器具有高Q值、低損耗的特點。
　　(4)提出