光子晶體調(diào)控激光器模式特性的初步理論研究.pdf

1、通常將激光器的模式分為兩類:“縱?！迸c“橫模”。激光器的光譜特性，如相干長度、譜線寬度等，主要取決于縱模;而光束直徑、光束發(fā)散角以及能量分布等則主要取決于橫模。對激光器模式特性的控制一直是激光器研究的一個重要問題。光子晶體作為一種新型人工結(jié)構(gòu)功能材料，在近年來被廣泛研究、應用。由于其周期性結(jié)構(gòu)導致的光子帶隙等特性，使得光子晶體具有人為控制、操控光的特殊能力。光子晶體在對光傳輸?shù)目刂粕暇哂歇毺氐膬?yōu)勢，將光子晶體材料用于激光器中對模式特性的

2、控制具有廣闊的應用前景。
　　在本篇論文中，我們對兩種光子晶體結(jié)構(gòu)在激光器模式特性控制的應用進行了初步研究。主要內(nèi)容包括:
　　一維光子晶體結(jié)構(gòu)在太赫茲自由電子激光器(THz FEL)中對縱模特性控制的理論和數(shù)值模擬研究。通過對一維光子晶體反射譜與晶格常數(shù)、介質(zhì)材料、缺陷構(gòu)型等的關(guān)系的研究，給出了對光腔中縱模反射率、透射率的控制方法。驗證了光子晶體反射鏡用于THz FEL高反鏡的可行性，給出了用于寬譜可調(diào)諧耦合輸出鏡的設(shè)計方

3、法。
　　二維光子晶體結(jié)構(gòu)在光子晶體光纖激光器(PCFL)中對橫模特性控制的理論與數(shù)值模擬研究。通過對二維光子晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)與PCF中橫模模式個數(shù)、模場分布特性關(guān)系的研究，驗證了二維光子晶體結(jié)構(gòu)對橫模特性控制的可行性?？梢酝ㄟ^靈活的設(shè)計、調(diào)節(jié)PCF結(jié)構(gòu)參數(shù)，來控制PCF的模式特性，從而滿足實際工作需要。此外，還分析了三角晶格、正方晶格大模場PCF單模截止問題以及熱效應對PCF模式特性的影響。結(jié)果表明熱效應的作用在低數(shù)值孔徑下顯得重要