导读:本文包含了波导激光器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:波导,激光器,布拉格,半导体,激光,反射,微结构。
波导激光器论文文献综述
彭瑞宏[1]（2019）在《PT对称布拉格反射波导激光器的数值研究》一文中研究指出激光器的发明极大的推动了无数领域的科学技术发展,不同类型的激光器在各自的应用领域扮演着至关重要的角色。在众多类型的激光器中,半导体激光器由于其体积小、结构简单、寿命长、能耗低、易于调制和成本低等诸多优点,己经发展成为现代光电子科学的核心技术,其应用几乎覆盖了整个光电子学领域。半导体激光器的发展大致经历了同质结、异质结和量子阱叁个阶段,经过半个多世纪的发展,量子阱半导体激光器在诸多性能方面显示出极大的优越性,如闽值电流、温度特性、调制特性、偏振特性等,被誉为理想的半导体激光器。宇称-时间对称(parity-time symmetry)的概念起源于量子力学,在量子力学中认为每个可观测物理量的算符必须是厄米算符,或者说哈密顿算符的厄米性是系统具有实的能量本征值的充分不必要条件。后来发现非厄米的哈密顿量只要满足PT对称条件,系统也可以具有实的本征值。满足PT对称的哈密顿量要求势能函数的实部关于空间坐标成偶函数,虚部关于空间坐标成奇函数。后来研究人员发现,光学中的波动方程同量子力学中的定态薛定谔方程在形式上相似,因此将PT对称的概念引入到光学领域。PT对称在光学领域的应用要求材料的介电常数或折射率的实部在空间位置上偶对称,虚部奇对称。由此可见,若一个光学系统满足PT对称条件,则需要引入增益和损耗。PT对称在光学系统中的应用一般可以分为两类:一类是对系统折射率的改变垂直于光传播方向,如耦合波导系统:另一类是对系统折射率的改变平行于光的传播方向,如PT对称的布拉格光栅。将PT对称结构应用到半导体激光器中,是最近几年发展起来的一个新的研究方向。目前利用PT对称实现单模激射一般有两种方式:一种是利用PT对称的耦合谐振腔实现单模激射;另一种利用PT对称布拉格光栅实现单模激射。不论哪种方式,都是利用了PT对称结构的选模机制。本文基于PT对称的概念,提出了两种PT对称布拉格反射波导(Bragg reflection waveguide,BRW)激光器,数值计算结果表明PT-BRW激光器表现出很多优异的特性。本论文分为六章,其具体内容安排如下:第一章是综述。首先介绍了研究背景,包括激光器和PT对称的发展现状。然后详细介绍了半导体激光器的发展历史和进展,阐述了PT对称在量子力学系统中的定义以及光学系统中是如何引入PT对称概念的。最后介绍了半导体激光器与PT对称概念的结合,即现阶段PT对称半导体激光器的研究进展。第二章是理论基础。电磁场基本理论是本论文工作的基础。首先描述了麦克斯韦方程组及电磁场的边界条件,给出了电磁场的洛伦兹互易定理,简单阐述了一种电磁场数值计算的方法——时域有限差分法。然后介绍了半导体激光器的相关基础理论和概念,描述了一种激光器的数值仿真方法——行波模型。第叁章分析了布拉格光栅频谱特性。首先介绍了无源布拉格光栅的结构并分析其反射谱特性。然后,基于无源布拉格光栅,描述了PT对称布拉格光栅的基本结构,并分析了PT对称布拉格光栅的透射谱和反射谱特性。结果表明,无源布拉格光栅的透射谱和反射谱对称,PT对称布拉格光栅两端的透射谱相同,但两端的反射谱不同,特别是当布拉格光栅的实部折射率调制等于虚部折射率调制时,两端透射率均为1,但反射谱一端消失。第四章提出了一种PT-BRW激光器的设计方案。该结构中心为低折射率腔,上下两侧的PT对称布拉格光栅关于中心低折射率腔对称排布,激光器的有源层位于上下两侧的PT对称布拉格光栅内,其中的PN结通过隧穿结串联。这种结构的特点是不仅能够利用PT对称布拉格光栅进行选模,即保证器件的横向单模特性,而且分散布局的有源层提高了光场限制因子,从而提高了模式增益。由于该结构的模式增益较普通的半导体激光器高,所以器件的腔长较传统的半导体激光器可以大大缩短,而腔长的缩短不仅减小了阈值电流,而且提高了器件的调制速率。PT对称布拉格光栅的选模机制对PT相(折射率实部调制和虚部调制的大小关系)不敏感。电注入会引起介质的折射率发生微小改变,数值仿真结果表明,由于该结构具有较大的边模抑制比(side mode suppression ratio,SMSR),因此即便在高注入情况下,器件仍能保持较好的横向和纵向的单模特性。在横向上,由于模式的场强分布自中心低折射率腔向上下两侧的PT对称布拉格光栅逐渐减小,因此在外侧的远端区域电注入效率较中心地带低。为此提出了部分PT对称布拉格光栅的构造,即在靠近中心腔的光栅仍采用PT对称结构,而在外侧远离中心腔的位置采用无源布拉格光栅,这样的设计方案不仅简化了制备工艺,而且在保证有效的选模机制下提高了注入效率。第五章基于PT-B RW结构进行改进,实现了大功率输出。该结构低折射率中心腔可以是不导电的材料(如二氧化硅等),PT对称布拉格光栅位于低折射率中心腔两侧。同样的,由于两侧PT对称布拉格光栅的选模机制,该器件仍然保持了横向单模特性。横向模式的场强分布同样是由中心向两侧逐渐减小,也就是场强最大的地方位于低折射率中心腔内。而在两侧的PT对称布拉格光栅内,有源层和场的交迭较小,所以在一定程度上缓解了热效应,同时因为该结构的注入区位于两侧表面积较大的布拉格光栅区,这也在一定程度上减小了由于注入引起的热效应。因为光学灾变损伤(catastrophic optical damage,COD)阈值决定了激光器的最大输出功率,因此该结构采用的低折射率中心腔可以承受更大的COD阈值。数值仿真结果表明,800μm长的腔长能够实现瓦量级的输出功率,并保持较高的能量转换效率。第六章为结论和展望。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-25）
康达[2]（2018）在《高功率波导激光器中高阶模式抑制研究》一文中研究指出作为一种新型波导结构,增益导引-折射率反导引(GG-IAG)波导在高功率激光器中应用广泛,当泵浦功率不太高时,GG-IAG波导激光器可以在超大模场维持单模激光输出,但是随着泵浦功率的不断提高,由于其自身波导结构存在的问题,仍然会导致高阶模式的激射,从而限制了光束质量。为了进一步抑制大模场高功率波导激光器中的高阶模式,改善其光束质量,本文基于增益导引-折射率反导引(GG-IAG)理论,在对称的平面波导结构中添加了一层间隔层,设计了一种对称分层GG-IAG波导结构。利用间隔层对模式的选择性,在降低基模模式泄露损耗的同时,进一步加大了基模与高阶模式稳定振荡的阈值增益系数之间的差异。当波导层中的增益介于基模和次高阶模式的阈值增益系数之间时,就可以使基模在模式竞争中占据较大优势,从而抑制高阶模式,保证单模输出。本文从理论和数值计算两方面对该波导结构的导模原理和抑制高阶模式的方法进行了细致深入的研究。主要研究内容包含以下几个部分:1、从射线光学的角度给出了理论分析模型。从波导条件入手,得到满足传输波导条件的各阶模式对应的入射角,然后根据光路传输模型和多光束干涉原理,得到各个模式的等效复反射系数,进一步可以得到模式的泄露损耗。2、从波动光学的角度给出了理论分析模型。首先从亥姆霍兹方程出发,结合基模场分布的偶函数特性和次高阶模场分布的奇函数特性,得到各阶模式的场分布,根据模式的电磁场切向分量在不同传输介质边界处连续的边界条件,得到对应的本征方程,进而求出模式的泄露损耗。3、基于上述两种理论,数值计算了该对称分层GG-IAG波导结构中基模和次高阶模的模式泄露损耗,以及二者的模场分布,并给出了能够抑制高阶模式的参数优化过程。结果表明:两种理论的数值计算结果具有一致性,通过合理地选择间隔层参数,就可以保证在高阶模式泄露损耗达到最大值的前提下,极大地降低基模损耗。与无间隔层的GG-IAG波导相比,这样不仅可以降低基模的阈值增益系数,提高激光器的效率,而且可以使高阶模式的阈值增益系数远大于基模,从而更有效地抑制高阶模式,改善光束质量。(本文来源于《西南交通大学》期刊2018-05-01）
饶瀚[3]（2017）在《高功率宽谱色心激光器及新型波导激光器实验研究》一文中研究指出本论文实验研究主要分成两部分,一部分是LiF:F_2~-色心激光器的实验研究;另一部分是新型波导激光器的实验研究。其中新型波导激光器有两种类型波导结构,一是平板波导激光器;二是单晶光纤激光器。可调谐固体激光器主要有两类,一类是色心激光器,一类是用掺杂过渡族金属离子的激光晶体制作的可调谐激光器。色心激光器的阈值低,既可连续工作,又可以脉冲工作,而且很容易实现单纵模运转,并且光束质量好,因此它在分子光谱学、化学动力学、污染检测、光纤通信、半导体物理等领域有重要的应用价值。目前很多科研人员致力于新型波导激光器的研究,力求将传统的固体块状激光晶体与现在热门的光纤波导技术结合起来,来实现高效、高功率的激光输出。传统的固体块状激光介质,例如Nd:YAG单晶体,是一种十分优良的固体块状激光增益介质,它具有超高熔点,机械性能良好,热导率高,可长期在高功率泵浦辐射下保持稳定的光学和物理性能等优良特性。而光纤激光器是以玻璃光纤作为波导介质,具有耦合效率高、高转换效率、低阈值、光束质量好等优点。因此把这两方面结合起来形成新型的固体波导激光器成为当前研究人员关注的热点。平板波导激光器就是融合了块状固态激光器和光纤激光器的优点,在散热方面,平板波导激光器具有比传统固体增益介质更大的散热面积,可以与冷却系统充分接触,散热更好。另外平板波导的选材上不像光纤拘泥于玻璃材料,它可以使用普通的激光单晶材料也可以使用激光陶瓷材料等。因此平板波导激光器结构相对于其他固态高能激光器,能够更有利于实现高功率和高光束质量输出。单晶光纤是另一种结合了激光晶体和光纤波导结构的新型激光增益介质。泵浦光在单晶光纤中以波导形式传输,输出激光可以在芯层自由传输。相比较于传统玻璃光纤,单晶光纤具有高的热导率、低的非线性增益系数、较高的激活离子掺杂浓度等优点。本论文首先利用声光调Q准连续侧面泵浦Nd:YAG激光器作为泵浦源,对LiF:F_2~-色心晶体的输出特性进行了大量实验研究;然后利用808 nm LD端泵做为泵浦源,对YAG/Nd:YAG/YAG陶瓷平板波导和Nd:YAG单晶光纤激光器的连续,调Q输出特性分别进行了详细研究。研究内容主要有:1.进行了 LD侧面泵浦宽谱输出LiF:F_2~-色心激光器研究。首先研究了 1064 nm泵浦光的输出特性。当泵浦电流71 A时,在400 Hz宏频率下,我们得到了最高输出功率25.4 W,此时声光调Q脉冲宽度为70 ns。然后分别在不同曲率输出镜和不同透过率输出镜情况下,研究了色心激光的最佳输出腔型。在400 Hz的宏频率下、输入镜曲率半径1000 mm、输出镜透过率39%的情况下我们得到了最佳结果。当1064.nm泵浦光功率为25.4 W时我们得到了最高的色心激光功率输出为4.7 W,相应的光-光转化效率为18.5%。色心激光的光谱宽度为13 nm,中心波长1142nm。激光光斑竖直方向和水平方向的光束质量分别为4.7和4.3。2.以YAG/Nd:YAG/YAG陶瓷平板波导为激光增益介质,808nm半导体激光为泵浦源研究了平板波导激光器的连续和脉冲输出特性。在连续操作部分,我们在吸收17.4 W泵浦光情况下获得了 10.4 W的最高1064 nm激光输出。相应的光光转换效率高达59.8%。功率从小到大1064 nm激光的竖直方向光束质量由1.16涨到3.22。在主动调Q操作部分,在30 kHz重频下得到了最高平均输出功率3.0 W对应的光转换效率为38.6%。在重频10 kHz时我们得到了最短的脉冲输出,脉宽6.5 ns。此时单脉冲能量和峰值功率分别为0.25 mJ和38.5 kW。3.研究了 LD端面泵浦单晶光纤Nd:YAG激光器的1064nm激光连续输出特性。当吸收泵浦功率为117 W时,得到了 72.3 W的1064 nm激光输出,相应的光转换效率高达62.8%。并在实验最后采用KTP腔内倍频获得了 10 W绿光输出。4.研究了 LD端面泵浦1122.6 nm激光单晶光纤Nd:YAG激光器的连续以及脉冲输出特性。连续自由运转部分,吸收泵浦光功率92.7 W获得27.2 W的1122.6nm激光输出,光转换效率为29.34%。主动调Q部分,在30 kHz时获得最高脉冲输出功率3.9 W,在10 kHz得到最短脉宽为86 ns,峰值功率和单脉冲能量分别为 4.22 kW 和 0.363 mJ。本论文研究主要创新点如下:1.首次利用LD侧面泵浦的Nd:YAG 1064 nm主动调Q激光器做为泵浦源,研究了LiF:F_2~-色心激光器的激光输出特性,获得了 50 kHz高重频的高功率宽谱LiF:F_2~-色心激光输出。在吸收1064 nm泵浦光25.4 W时,获得了最高4.7 W的色心激光宽谱输出。激光光谱宽度13 nm,中心波长1142 nm。2.实现了 LD端面泵浦的YAG/Nd:YAG/YAG透明陶瓷平板波导激光器的高功率输出。证明了流延成型法制备的透明陶瓷平板波导具有优良的光学性能。当吸收LD泵浦光功率为25.4 W时,得到连续输出激光的最高功率为10.4 W,对应的光转换效率为59.8%。这是目前采用无水基流延成型法制备的平板波导中获得的最高功率及最高光转换效率。在调Q脉冲运转中,我们在30 kHz重频下得到了最高平均输出功率3.0 W对应的光转换效率为38.6%。在重频10 kHz时我们得到了最短的脉冲输出,脉宽6.5 ns。此时单脉冲能量和峰值功率分别为 0.25mJ 和 38.5kW。3.实现了 LD端面泵浦Nd:YAG单晶光纤1064 nm连续激光的高功率输出。最高输出功率能到72.3 W,相应的光转换效率高达61.8%。据我们所知这是Nd:YAG单晶光纤目前为止得到的最高输出功率和光转换效率。通过KTP内腔倍频,我们得到10 W绿光输出。4.首次研究LD端面泵浦Nd:YAG单晶光纤1122.6 nm连续、脉冲激光输出特性。在吸收泵浦光功率92.7 W时获得最高连续输出功率为27.2 W,光转换效率为29.34%。在脉冲重复频率为10 kHz时,获得最短脉冲宽度为86 ns,峰值功率和单脉冲能量分别为4.22 kW和0.36 mJ。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-30）
张芳沛,王常策,邢宇华,张德[4]（2016）在《28W环绕式高密度注入波导激光器》一文中研究指出报道了一种新型结构形式的环绕式高密度注入波导激光器原理样机。采用环绕式高密度侧面注入技术,利用经过特殊工艺处理的裸增益光纤,当注入泵浦功率320 W时,获得了最高输出功率为28 W的连续激光,斜率效率20%,中心波长1080nm。结果表明,环绕式高密度注入波导结构形式是可行的,且输出功率和斜率效率具有较大的提升空间。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2016年10期）
戎佳敏[5]（2016）在《低发散角GaSb基宽区波导激光器的研究》一文中研究指出本论文主要研究了低发散角2μm波段GaSb基宽区波导半导体激光器的设计与实现。研究从宽区激光器侧向和横向发散角的改善着手,在侧向即激光器的慢轴方向,我们通过引入鱼骨形微结构增加高阶膜的损耗,抑制高阶模式激射,改善激光器的侧向光束质量;在横向即激光器的快轴方向,我们采用布拉格反射波导结构,利用光子带隙原理取代传统的全反射波导进行光场限制,用来实现大的光学模式尺寸、高功率、低发散角激光输出。该方法可以有效解决传统半导体激光器发散角大、易于腔面灾变损伤、光束质量差、亮度低等问题,因此本研究选题具有一定的创新性和重要的研究意义。本论文主要针对高光束质量2μm波段GaSb基半导体激光器,重点研究其结构设计、材料生长、器件制备及测试分析,具体的研究内容和成果如下:(1)采用传输矩阵理论和布洛赫波近似的方法设计了新型高折射率中心层低快轴发散角GaSb基布拉格反射波导激光器。(2)理论研究了布拉格反射镜(DBR)的厚度、对数、高低折射率比以及中心腔厚度对激光器的远场发散角和光限制因子的影响,最终获得优化的器件结构,该结构可将2μm GaSb基激光器快轴发散角(半高全宽)从50度以上压缩到10度以下。(3)采用有限元插分法(FDTD)模拟鱼骨形微结构对各高阶侧向模式的调制作用,理论上证明该结构可有效抑制高阶模式激射,改善激光器侧向光束质量。(4)将鱼骨形微结构应用于GaAs基宽区布拉格反射波导激光器上,制备了100μm条宽、1.4mm腔长的单元器件,测试结果表明远场发散角降低22.2%,从而在实验上验证鱼骨形微结构的对侧向发散角的改善作用。(5)将鱼骨形微结构应用于2μm波段GaSb基宽区半导体激光器,侧向远场发散角改善了56.4%,连续输出功率提高19%,而且该结构基本不改变宽区GaSb基激光器的制备流程,具有工艺简单、成本低、可规模化制备等优点,为低侧向发散角GaSb基激光器的实现提供了一种有效的解决方法。(本文来源于《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2016-04-01）
戎佳敏,邢恩博,赵帅,汪丽杰,王立军[6]（2015）在《2 μm GaSb基低垂直发散角布拉格反射波导激光器优化设计》一文中研究指出为实现2μm低发散角激光,提出在Ga Sb基半导体激光器中引入布拉格反射波导,利用光子带隙效应替代传统的全反射进行光场限制。研究了分布反馈反射镜(DBR)的厚度、对数、高低折射率DBR厚度比以及中心腔厚度等参数对激光器垂直远场发散角和光限制因子的影响。结果表明:垂直远场发散角随单对DBR厚度的增加而减小;光限制因子与远场发散角都随拉格反射镜对数的增加而减小,随高低折射率DBR厚度比的减小而增大;随着中心层厚度的增大,光限制因子减小而远场发散角增大。最终在理论上优化设计出了一种双边布拉格反射波导结构的超低垂直发散角2μm Ga Sb基边发射半导体激光器,其垂直远场发散角可降低到10°以下。(本文来源于《发光学报》期刊2015年12期）
王达[7]（2015）在《基于石墨烯波导激光器的Q开关操作设计》一文中研究指出利用Y2O3作为波导,在输出耦合镜涂上由大气压化学汽相淀积而成的单层石墨烯,从而提出了一种新型基于脉冲激光沉积的石墨烯波导激光器,使用该激光器实现了连续波Q开关操作,仿真实验得到了较大的输出功率,脉冲持续时间较短。(本文来源于《光通信技术》期刊2015年06期）
唐文龙[8]（2015）在《掺Yb~(3+)增益波导制作及波导激光器的实验研究》一文中研究指出近些年发展起来的飞秒激光刻写光波导技术是一种新兴的光波导制作技术,与传统的离子注入,离子交换,平板印刷等波导制备技术相比,它具有工艺设备简单灵活,成本低廉,并且可以实现真正意义上的叁维结构光子器件的制作,在制作高密度集成的光子芯片方面表现了巨大的应用价值。本文主要利用重复频率为50 k Hz的近红外飞秒激光在掺镱的钇铝石榴石晶体上进行刻写光波导的研究,利用所制备的导光性能优良的光波导进行波导激光实验,并成功实现了输出波长为1030 nm的波导激光器。本论文的主要工作成果包括以下几个方面:1.研究了使用钛宝石放大器输出的重复频率为50 k Hz,中心波长为775 nm,脉冲宽度为160 fs的飞秒激光在掺Yb3+钇铝石榴石中刻写双线型光波导。实验显示波导具有偏振导光现象,偏振态平行于双线方向的激光可以导通,偏振态垂直于双线方向的激光不能导通。详细分析了双线间距,刻写速度和激光脉冲能量对波导形成的影响,在双线间距为30μm,刻写速度为400μm/s,脉冲能量为5.0μJ的条件下写入的光波导导光特性良好。利用近场模重建了该波导折射率二维分布,波导区域折射率相对于基质改变量的最大值为1.8×10-4,且该波导在940 nm半导体激光泵浦激励下,获得了1030.5 nm的连续激光输出,激光功率为4.7 m W。2.研究了利用飞秒激光直写技术在Yb:YAG晶体里制备管状压低包层光波导。通过刻写高折射率差的管状波导结构可以实现控制光波导的光场分布。在波长为940 nm最大输出功率为330m W的半导体激光器泵浦下实现了高效的激光振荡,激光输出波长为1030 nm。在波导激光实验中,分别研究了不同输出率的输出镜下所得到的激光输出性能,在输出率为50%时获得了波长为1030 nm的最大输出激光功率为68m W,斜效率为35%。在输出率为91%时获得了44%的最高斜效率,在输出率为10%时得到了70m W的最低激光阈值。所有这些良好的激光性能说明飞秒激光刻写Yb:YAG晶体对于实现集成光源具有巨大的潜力。3.利用重复频率50 k Hz,中心波长790 nm,脉冲宽度140 fs的飞秒激光脉冲在掺Yb3+磷酸盐玻璃中刻写双线型光波导。分别研究了双线间距,激光脉冲能量和刻写速度对波导形成的影响,并测试了不同刻写参数下波导的导光模式。实验结果表明:在双线间距为35μm,激光脉冲能量为1.0μJ,刻写速度为600μm/s的条件下写入的光波导导光性能最优;利用近场模式重建了激光诱导该波导的折射率二维分布,波导区域相对于基质的最大折射率改变为1.5×10-4,并利用散射法测试了波导的传输损耗,传输损耗为1.56 d B/cm。光波导具有偏振导光现象,偏振态平行于双线方向的激光可以导通,偏振态垂直于双线方向的激光不能导通。(本文来源于《中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)》期刊2015-04-01）
白晶,龙学文,刘欣,赵卫,惠荣庆[9]（2014）在《飞秒激光在掺Yb~(3+)磷酸盐玻璃中写入光波导及波导激光器的实验研究》一文中研究指出利用重复频率为1kHz,中心波长为800nm,脉冲宽度为120fs的飞秒激光在掺Yb3+磷酸盐玻璃中刻写光波导,测试了不同参数下刻写的波导的导光模式,研究了写入速度和写入脉冲能量对模场直径、波导折射率的影响,给出了波导形成的写入窗口范围,对比测试了激光作用区域和未作用区域的荧光光谱特性。实验结果表明,在采用20×显微物镜,写入速度为20μm/s,写入脉冲能量为1.8μJ时,所得到的光波导在976nm波段模场直径为20μm,波导区域折射率改变为2.7×10-4,飞秒激光作用区域的荧光光谱与基质的荧光光谱几乎完全重合,荧光特性在飞秒激光作用后保持良好。利用双色镜和2%的输出耦合镜构成了法布里-珀罗(F-P)腔掺Yb3+波导激光器,获得了波长为1031nm的连续激光输出,激光功率为2.9mW。(本文来源于《光学学报》期刊2014年04期）
汪丽杰,佟存柱,杨晔,曾玉刚,宁永强[10]（2013）在《布拉格反射波导激光器的光谱特性（英文）》一文中研究指出设计并制备了基于双边非1/4波长布拉格反射波导的边发射半导体激光器,中心腔采用低折射率材料,在垂直方向利用布拉格反射进行光限制,实现了超大光斑尺寸且稳定单横模工作。10μm条宽、未镀膜的脊型激光器在准连续和连续工作方式下的总的输出功率分别超过了170 mW和80 mW,且最高功率受热扰动限制。激光器远场图案在垂直方向为双瓣状,单瓣垂直方向和水平方向发散角分别低至7.85°和6.7°。激射谱半高全宽仅为0.052 nm,光谱包络存在周期性调制现象,模式间隔约为3.3 nm。电流增加到300 mA以上时,激光器出现模式跳变。(本文来源于《发光学报》期刊2013年09期）
波导激光器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
作为一种新型波导结构,增益导引-折射率反导引(GG-IAG)波导在高功率激光器中应用广泛,当泵浦功率不太高时,GG-IAG波导激光器可以在超大模场维持单模激光输出,但是随着泵浦功率的不断提高,由于其自身波导结构存在的问题,仍然会导致高阶模式的激射,从而限制了光束质量。为了进一步抑制大模场高功率波导激光器中的高阶模式,改善其光束质量,本文基于增益导引-折射率反导引(GG-IAG)理论,在对称的平面波导结构中添加了一层间隔层,设计了一种对称分层GG-IAG波导结构。利用间隔层对模式的选择性,在降低基模模式泄露损耗的同时,进一步加大了基模与高阶模式稳定振荡的阈值增益系数之间的差异。当波导层中的增益介于基模和次高阶模式的阈值增益系数之间时,就可以使基模在模式竞争中占据较大优势,从而抑制高阶模式,保证单模输出。本文从理论和数值计算两方面对该波导结构的导模原理和抑制高阶模式的方法进行了细致深入的研究。主要研究内容包含以下几个部分:1、从射线光学的角度给出了理论分析模型。从波导条件入手,得到满足传输波导条件的各阶模式对应的入射角,然后根据光路传输模型和多光束干涉原理,得到各个模式的等效复反射系数,进一步可以得到模式的泄露损耗。2、从波动光学的角度给出了理论分析模型。首先从亥姆霍兹方程出发,结合基模场分布的偶函数特性和次高阶模场分布的奇函数特性,得到各阶模式的场分布,根据模式的电磁场切向分量在不同传输介质边界处连续的边界条件,得到对应的本征方程,进而求出模式的泄露损耗。3、基于上述两种理论,数值计算了该对称分层GG-IAG波导结构中基模和次高阶模的模式泄露损耗,以及二者的模场分布,并给出了能够抑制高阶模式的参数优化过程。结果表明:两种理论的数值计算结果具有一致性,通过合理地选择间隔层参数,就可以保证在高阶模式泄露损耗达到最大值的前提下,极大地降低基模损耗。与无间隔层的GG-IAG波导相比,这样不仅可以降低基模的阈值增益系数,提高激光器的效率,而且可以使高阶模式的阈值增益系数远大于基模,从而更有效地抑制高阶模式,改善光束质量。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
波导激光器论文参考文献
[1].彭瑞宏.PT对称布拉格反射波导激光器的数值研究[D].山东大学.2019
[2].康达.高功率波导激光器中高阶模式抑制研究[D].西南交通大学.2018
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