半導(dǎo)體納米線激光器彎曲效應(yīng)的研究.pdf

1、納米級激光器在分子級別精密測量、超分辨顯微、集成光電子、生物光子學(xué)等方面具有廣泛而重要的應(yīng)用前景，是納米光子學(xué)研究的重點和熱點。半導(dǎo)體納米線，同時具有增益介質(zhì)，光學(xué)諧振腔和無源波導(dǎo)等多種功能，是理想的納米級激光器材料，正受到越來越多的關(guān)注。另一方面，大的長徑比讓半導(dǎo)體納米線擁有良好的延展性和易于彎曲的特性，各種基于納米線結(jié)構(gòu)的光電子器件促進了柔性光電子學(xué)的飛速發(fā)展。國際上關(guān)于彎曲納米線的光電特性研究很多，主要集中在電學(xué)性能、光波導(dǎo)和熒光

2、特性研究上。據(jù)我們所知，關(guān)于彎曲對納米激光器特性影響的研究寥寥無幾。而這些研究對于納米激光器的性能提高和在集成光電子系統(tǒng)的應(yīng)用方面非常重要和必要。
　　本論文在綜述納米線激光器及彎曲效應(yīng)對納米線光電特性影響的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的研究了彎曲對納米線激光器的影響，包括損耗、閾值、模式和偏振特性等。
　　第一部分從彎曲對半導(dǎo)體納米線激光器的彎曲損耗和閾值條件進行研究。我們發(fā)現(xiàn)，當曲率半徑不斷減小的時候，彎曲損耗逐漸增大，閾值逐漸升高，微

3、分效率逐漸降低。值得一提的是，我們發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象:當彎曲半徑較大時，在納米線激光器中粗線的彎曲損耗要高于細線的。之后我們結(jié)合軟件模擬的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在粗線中存在的高階模式的彎曲損耗要遠遠高于細線中基模的彎曲損耗，從而對這一反常的現(xiàn)象給出了合理的解釋。
　　第二部分研究了彎曲半導(dǎo)體納米線的輸出光譜特性，并提出了一種控制半導(dǎo)體納米線激光器輸出偏振的方法。輸出激光譜中光學(xué)峰的紅移比熒光譜中的要明顯的多，且光譜中模式數(shù)的減少為設(shè)計新型的

4、單模納米線激光器提供了新的思路。其他條件不變，增加泵浦功率時，與直納米線中主峰模式紅移的現(xiàn)象不同，彎曲納米線中主峰發(fā)生了藍移。最后，我們發(fā)現(xiàn)了輸出激光的偏振角度與納米線的彎曲角度之間具有線性關(guān)系，利用這一特性實現(xiàn)了對輸出光的偏振方向既簡單又可靠的調(diào)制。
　　最后，第三部分對本文的工作進行了總結(jié)和展望?；诎雽?dǎo)體納米線彎曲效應(yīng)的研究，其中包括閾值、彎曲損耗和偏振特性等，有助于加深人們對納米尺度下力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)三相耦合的理解，為