导读:本文包含了增益分布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:激光器,增益,半导体,激光,放大器,反馈,测温。
增益分布论文文献综述
邱橙,陈泳屹,高峰,秦莉,王立军[1]（2019）在《一种结合增益耦合分布反馈光栅的多模干涉波导半导体激光器的研制》一文中研究指出半导体激光器是现代通讯领域的核心器件.研究和开发具有高稳定性、高功率、高光束质量、窄线宽的单模半导体激光器是目前半导体激光器研究领域的一个重要的研究方向.本文在窄脊型边发射半导体激光器的结构基础上,提出并研制了一种在980 nm波段附近的利用有源多模干涉波导结构作为激光器的主要增益区,利用增益耦合式分布反馈光栅对激光器的纵向模式进行调制的新型边发射半导体激光器芯片结构.通过对比实验可以看出,这种激光器相较于一般的分布反馈式半导体激光器,其具有更高的斜率效率和输出功率;而相较于一般的多模干涉波导激光器,这种激光器具有更高的光束质量和更好的稳定性.同时,由于在芯片设计和制造过程中采用了表面刻蚀形成的高阶分布反馈光栅,这种激光芯片的制造无需二次外延,只需要微米量级精度的i线光刻即可实现,是一种制备工艺较为简单、制造成本较低、利于商用量产的芯片结构.(本文来源于《物理学报》期刊2019年16期）
鲍乐平,王攀,王晓勇[2]（2019）在《时滞分布参数切换系统渐进稳定及L_2增益分析（英文）》一文中研究指出研究时滞分布参数切换系统渐进稳定及L_2增益问题。通过多Lyapunov方法,利用Wirtinger's不等式等,给出了一类时滞分布参数切换系统渐进稳定及L_2增益的充分条件,这些条件以线性矩阵不等式(LMI)形式和任意切换信号给出。最后,通过matlab仿真说明所给结论的有效性。(本文来源于《贵州大学学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
位永辉,王石语,过振,蔡德芳,李兵斌[3]（2019）在《高功率固体激光器增益非均匀分布引起的效能亏损效应研究》一文中研究指出激光晶体由于吸收了一部分泵浦光能量,产生的热量引起晶体内温度不均匀分布,使晶体内的折射率产生不均匀分布,对振荡光产生相应的相位调制,引起振荡光光场再分布,进而导致振荡光模式发生变化。谐振腔具有滤波作用,谐振腔会过滤掉振荡光中与谐振腔不匹配的模式,引起损耗,用MATLAB模拟晶体内温度场分布,通过计算谐振腔内基模的热致损耗及低阶模转换到高阶模的比例,并研究谐振腔中各阶模式的转换问题,为抑制高阶模并减小损耗提供理论依据。(本文来源于《应用光学》期刊2019年04期）
高峰[4]（2018）在《周期性电注入增益耦合分布反馈半导体激光器的研究》一文中研究指出随着“量子通讯”、“大数据”、“云计算”、“物联网”的快速发展,具有稳定性高、单频特性好、波长调谐范围大、光谱线宽窄等特点的分布反馈(DFB)半导体激光器成为不可或缺的有源器件。DFB半导体激光器是在法布里-珀罗腔(FP)激光器的基础上引入周期性微扰,从而实现对折射率实部(即折射率耦合型DFB激光器)或虚部(即增益耦合型DFB激光器)周期性调制,从而实现纵向模式调控。折射率耦合型DFB激光器存在固有的模式简并问题,需要通过额外引入相移或采用重构等效光栅等方法解决模式简并问题,从而实现单纵模激射,并且需要在腔面蒸镀高质量的增透膜解决自然解理腔面对模式稳定性的影响。增益耦合型DFB激光器是另一种实现单纵模的有效解决方法,其优点是不存在模式简并问题。但是其需要二次外延和纳米尺度的光栅制备等复杂的制备技术,限制了其规模商用化应用。为了解决上述问题,本论文创新地提出了一种采用简单制备技术的增益耦合型DFB激光器。本文主要针对基于周期性电注入增益耦合分布反馈半导体激光器的结构设计、器件制备及测试分析展开研究,具体的研究内容和成果如下:(1)基于耦合波理论和传输矩阵,建立关于基于周期性电注入的增益耦合型DFB半导体激光器的物理模型。结合PICS3D、Comsol Multiphysics、Matlab等软件的数值仿真结果,得到器件的透射谱,从而为器件的机理解释、性能优化提供了重要的理论依据和支持。(2)设计并制备出基于周期性电注入增益耦合型DFB半导体激光器。利用PICS3D软件计算载流子和增益分布,从而计算得到耦合系数的实部和虚部。利用Comsol软件,计算由表面沟槽引起的散射损耗和金属吸收损耗。通过上述计算,优化了表面增益光栅结构的沟槽宽度和深度。此器件的单腔面输出功率48.8mW,波长971.31 nm,3dB线宽小于3.2 pm,边模抑制比大于39 dB的性能。(3)首次提出采用高阶表面光栅作为脊形波导的结构设计方案,即表面光栅和脊形波导融为一步工艺制备,从而大大简化工艺步骤,减少工艺误差,降低工艺成本和压缩制备周期。采用上述方法制备的单纵模增益耦合型DFB半导体激光器的单腔面输出功是100.9 mW,光电转化效率18.6%,斜率效率为0.53W/A,3dB线宽小于2.84nm,边模抑制比大于43 dB。(4)提出一种纯增益耦合型DFB半导体激光器的设计方案。相比较传统型纯增益耦合型DFB半导体激光器,具有制备工艺简单、可批量生产和成本低的优点。采用非对称大光腔波导外延结构,制备2 mm腔长的单模器件实现单腔面输出功率是15.42 mW,波长是971.97 nm,3dB线宽小于40 pm,边模抑制比大于30 dB。(5)制备出集成两段具有不同增益耦合强度的增益耦合型DFB激光器,在单电极控制下,实现了增大波长调谐范围(大于5 nm)和在某一电流范围内波长稳定的现象,打破了激光器可调谐和波长稳定不兼容的局限。本文提及的增益耦合型DFB半导体激光器均是采用普通i-line光刻技术等工艺制备,制备简单且工艺容差大,易于大规模生产。对比目前采用精密光刻技术或二次外延制备的DFB半导体激光器,本文提及的器件具有成本低和生产周期较短等优势,并且其性能参数指标满足应用需求,在激光雷达、光集成、光通信等领域具有了巨大的商业价值和应用前景。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
徐晨晨[5]（2018）在《Er~(3+)/Yb~(3+)双掺1.55μm波段激光增益介质内部温度分布的实时测量研究》一文中研究指出基于荧光强度比测温技术,本论文提出了一种简单直接的新型测温方案,解决了现有技术难以在固体激光器运转状态下实时准确测量增益介质内部温度分布的技术难题。论文主要包括叁个部分:第一部分首先介绍了固体激光器中增益介质的热效应及其对激光运转性能的影响,然后详细分析并比较了现有各种测量增益介质温度分布的技术方案。第二部分详细介绍了荧光强度比测温技术原理,以及测量Er3+/Yb3+双掺激光晶体内部温度分布的意义。开展了Er3+/Yb3+:LuAl3(BO3)4(LuAB)晶体的变温上转换荧光实验,获得了该类晶体热耦合能级荧光强度比值与温度的对应关系。第叁部分基于荧光强度比测温技术,分别测量了 1.55μm波段激光运转状态下,Er3+/Yb3+:YA13(BO3)4(YAB)和Er3+/Yb3+:LuAB晶体内部沿激光传播路径上的温度分布情况。同时,还分析研究了不同激光工作参数,比如入射泵浦功率、输出镜透过率、泵浦光光腰半径以及输出功率,对晶体内部温度分布的影响规律。(本文来源于《福建师范大学》期刊2018-05-31）
雷健[6]（2017）在《基于腔内增益和损耗分布产生特定高斯光束的方法研究》一文中研究指出高斯光束是激光光学的基础光束,也是应用最多的一类光束,其应用已经深入到了各行各业。近年来,随着社会的进步和科技的发展,高斯光束由于具有独特的光学特性,得到了越来越多的关注和研究,在微粒操控,显微成像,材料加工和自由空间通信等领域发挥了越来越大的作用,其前景被普遍看好,具有一定的科研价值和社会意义。而研究高斯光束的基础和关键之一在于如何获得高质量的高斯光束。LD端面泵浦固体激光器具有泵浦效率高、输出光束质量好和输出稳定等优点,得到了持续而深入的研究,是常见的产生高质量高斯光束的激光器。本文从经典的横模选择理论出发,在LD端面泵浦激光器中对高斯光束的产生展开了一系列的研究。本文首先介绍了高斯光束在各领域中的应用,分析了各种产生高斯光束的方法,并基于国内外的相关研究,提出了一种在LD端面泵浦固体激光器中产生高质量高斯光束的方法,该方法的理论基础是经典的横模选择理论。然后从非均匀介质的耦合效应出发,对高斯光束的形成进行了研究,并用矩阵计算的方式对稳定腔的振荡模式进行了计算。最后在非均匀介质耦合效应的基础上,结合菲涅耳-基尔霍夫衍射积分提出了一种在谐振腔内产生相干多模的方法。本文的研究内容由以下几部分组成:(1)在角谱衍射理论的基础上,建立了一个普遍适用的LD端面泵浦固体激光器模型。在该模型中,谐振腔内的光学元件被看作是具有一定复振幅透过率的薄透镜。给出了谐振腔腔镜和LD泵浦下增益介质的透过率分布,用平面波的线性迭加表示腔内往返传播的激光场,用角谱衍射理论计算激光场的传播,我们称这种模拟方法为角谱计算。角谱计算同时考虑了激光场的振幅和相位变化,能够很好地再现激光在谐振腔内的传播过程。(2)基于横模选择理论,从IG光束的光强分布出发,提出了一个在LD端面泵浦固体激光器内产生特定IG光束的方法。IG光束存在若干条光强为零的节线,这些节线呈椭圆形或双曲线形,将IG光束分割成了多个小光斑。在谐振腔内插入一个光阑,光阑上放置若干条具有一定宽度的不透光细线,细线的形状和位置与想要激发的目标IG光束的节线分布相匹配,当激光束通过该光阑时,目标IG光束几乎不受影响,非目标模式则会受到由细线带来的巨大损耗,从而形成目标模式的单模振荡。我们称这种方法为“损耗控制”。在LD端面泵浦固体激光器模型中模拟得到了多个纯度系数在90%以上的IG光束。(3)研究了谐振腔内非均匀介质耦合效应对激光的影响,并提出了一种计算稳定腔内振荡模式的矩阵算法。“损耗控制”光阑的复振幅透过率呈不均匀分布,是一个非均匀介质。介绍了非均匀介质的耦合效应,并在此基础上用矩阵计算的方式对稳定腔的振荡模式进行了计算。给出了LD端面泵浦固体激光器的矩阵模型,对“损耗控制”下IG光束的形成进行了计算,得到了纯度系数在90%以上的IG光束。(4)从非均匀介质耦合效应出发,对稳定腔内激光束的形成进行了解释。在增益介质以及“损耗控制”光阑的耦合作用下,理想横模分量之间发生能量和相位交换,多次耦合后,它们的能量和相位达到动态平衡,并最终迭加形成特定的激光束。该解释加深了我们对激光束形成的理解,有利于产生高质量的高斯光束。(5)在非均匀介质耦合效应的基础上,结合菲涅耳-基尔霍夫衍射积分,提出了一种在谐振腔内产生相干多模的方法。IG光束是多个理想HG光束的线性迭加,在非均匀介质耦合效应的作用下,这些HG分量之间的振幅比例和相位关系保持不变,是相干的。由此可以想到,如果能够实现多个理想模式之间的相干,就有可能在谐振腔内产生这些模式的相干迭加,我们称相干迭加的激光模式为相干多模。详细介绍了用非均匀介质产生相干多模的原理,并用反射式的纯相位SLM作为反射镜建立了一个LD端面泵浦固体激光器模型,模拟得到了多个相干多模的输出。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-11-01）
高云鹏[7]（2017）在《随机增益系统中折射率与增益分布对辐射激光模式的影响》一文中研究指出随机激光具有特殊的工作机理和辐射特性,不需要谐振腔就能产生模式良好的激光辐射,并兼具空间发散性和时间高相干性两个在传统光源中互斥的特性,这使其在微纳光子学领域有着很大的发展潜力。激光模式产生的机制以及对模式的调控是随机激光研究领域中的最基本问题。本文将探索随机增益介质中,除随机散射反馈外由增益分布导致的反馈对辐射激光模式特性的影响,进一步研究随机激光模式产生的内在机制,并依据结论尝试实现对辐射激光模式的控制。通过泵浦掺杂染料的液晶薄膜,可以实现垂直样品表面发射的模式等间距的随机激光辐射。研究中发现在一定实验条件下样品辐射光的模式呈现出类谐振腔激光的等间距分布特性,并且模式间距对应的反馈腔长等于样品自身的厚度。由于样品中的边界反射不足以提供形成等间距模式所需的反馈,我们提出增益分布引起的反馈在样品辐射激光过程中可能对辐射激光模式存在影响,且与折射率分布引起的反射反馈以及随机散射反馈间存在竞争,从而使得液晶激光辐射在改变实验条件时出现随机模式和类谐振腔模式两种可相互转变的模式特性。基于这一假设,可以在薄膜液晶样品中设计实现增益分布引起反馈为主导的增益结构,进而在无边界反射的情况下实现增益分布引起反馈控制的模式等间距的激光辐射。实验中发现样品中液晶的散射强度和泵浦光斑的形状会对该结构中辐射激光的模式特性产生影响,随着液晶散射强度的减弱和对泵浦光斑形状控制的加强,样品辐射激光中等间距分布的激光模式明显增多。这些实验现象说明,在液晶样品产生随机激光辐射的过程中,由增益分布引起的反馈与随机散射反馈对辐射模型均有影响,且两者间根据反馈强度的不同存在竞争关系:当样品中随机散射反馈占主导时,辐射激光表现出随机的模式特性;当样品中增益分布形成的增益分布引起反馈占主导时,辐射激光则表现出类似谐振腔的模式特性,模式间隔由增益形成反馈腔长决定。此外,研究中还使用FDTD算法,利用麦克斯韦方程组和四能级系统速率方程建立一维随机增益介质模型,通过对增益分布引起反馈与谐振腔结构作用结果的对比,从理论上对使用增益分布引起反馈解释液晶随机激光中等间距模式的可行性进行肯定,通过模拟弱散射增益介质中的辐射模式特性,定性的描述不同反馈机制在样品中的竞争过程,并通过模拟高泵浦能量时的辐射光谱,发现辐射模式存在随泵浦能量升高而突然消失的现象。最后,利用以上结论设计增益调制结构,并在计算中实现对辐射激光模式的控制,为进一步研究增益调制的实际应用奠定基础。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-27）
韩凯[8]（2016）在《全光纤光学参量振荡器增益分布的测量》一文中研究指出在基于四波混频(FWM)效应实现频率变换的全光纤光学参量振荡器(OPO)中,信号光通常只能在较短的距离内获得有效的参量增益。根据光时域反射(OTDR)技术的基本原理,通过测量信号光的后向散射光,获得了信号光在光子晶体光纤(PCF)中的增长曲线,进一步计算得到了PCF中的参量增益分布;将PCF的起始端到参量增益急剧下降处的距离定义为有效作用长度,并且通过水浴实验验证了测量结果。测量发现,在34.5m的PCF中,有效作用长度仅有10m,信号光仅在PCF的前10m获得了有效增益,近似以指数形式增长,在后24.5m的PCF中,信号光与抽运光已不再满足相位匹配条件,信号光不再增长。这种测量全光纤OPO参量增益分布的方法有助于优化全光纤OPO的结构,提高全光纤OPO的转化效率。(本文来源于《中国激光》期刊2016年07期）
向博文[9]（2016）在《QD-SOA增益的量子尺寸分布及温度效应研究》一文中研究指出考虑到由量子点尺寸分布(QDSD)所引起的载流子能量加宽及由载流子-声子散射引起的均匀加宽,给出了量子点光放大器(QD-SOA)光与QDSD温度相关的一般增益表达式。进而,利用这一表达式并结合与之相关的一组载流子速率方程,用第四阶龙格-库塔方法对InAs/GaAs QD-SOA与QDSD及温度相关的放大自发辐射(ASE)、饱和增益及载流子复时间进行了数值分析。其结果证明如下:1、基态ASE、激发态ASE与温度紧密相关。对一给定量子点尺寸分布,温度越高,ASE越大。但当温度大于400 K时,激发态这种变化消失。与之相反,基态ASE、激发态ASE与量子点QDSD有关。对一给定温度,QDSD越大,ASE越小。2、在频域,ASE谱表现为双峰,分别对应于基态、激发态增益峰,并且激发态增益峰高于基态。在低温时,ASE表现高斯线形。而当温度达到400 K时,增益峰表现洛仑兹线形。一般表现为一综合线形。在室温,其总频谱宽度超过120 nm,远超过体相SOA、量子阱频谱宽度,极有利于全光网络波分复用系统中的光信号放大。3、当泵浦光与基态共振时,基态由于受激辐射载流子大量消耗,其增益大幅度低,与此同时,由于纵波光学声子辅助激发态载流子部分弛豫到基态,激发态增益下降。在室温,量子点不均匀度越大,对激发态影响越小。基态饱和增益也与温度紧密相关,温度越低,增益越容易饱和。4、当泵浦光与激发态共振时,不仅激发态增益下降显着,而且基态增益有剧烈变化,并从正增益变成负增益,这一特性几乎与量子点不均匀度无关。由此基于XGM可实现大失谐量波长转换,并且,基于这一特性能消除在XGM所出的反码现象。激发态饱和增益与QDSD、温度密切相关。对一给定QDSD,温度越低,增益随泵浦功率的增大减小得越快。在室温条件下,QDSD越小越容易达到饱和。5、基于泵浦-探测技术对InAs/GaAs QD-SOA基态、激发态增益在温度300K对QDSD进行数值仿真表明:其载流子恢复时间在0.15~0.175 ps范围,在相同条件下,基态与激发态间无明显变化。并且,在QDSD 2%~5%范围,其载流子恢复时间变化不大,比体相SOA、量子阱SOA具有更快的非线性时间响应。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2016-04-01）
赵清华,张振振,赵宁波,李小英[10]（2016）在《优化光纤铒离子分布实现少模掺铒光纤放大器模式增益均衡》一文中研究指出依据少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA)理论模型,在分析均匀掺铒光纤模式增益特性的基础之上,设计了一种分层掺铒的少模光纤结构。通过遗传算法优化分层掺铒光纤中的铒离子分布,实现了FM-EDFA信号光四模式群组的增益均衡。仿真结果表明,利用980 nm单模抽运模式,可以使1550 nm信号光的四模式群组平均增益达到22 d B,模间增益差值小于0.5 d B,且在C波段各模式光谱平坦度为2 d B。简化抽运模式结构,降低掺铒光纤制作复杂性,为进一步开展四模式群组增益均衡的实验研究奠定了基础。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2016年03期）
增益分布论文开题报告
（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：
研究时滞分布参数切换系统渐进稳定及L_2增益问题。通过多Lyapunov方法,利用Wirtinger's不等式等,给出了一类时滞分布参数切换系统渐进稳定及L_2增益的充分条件,这些条件以线性矩阵不等式(LMI)形式和任意切换信号给出。最后,通过matlab仿真说明所给结论的有效性。
（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。
增益分布论文参考文献
[1].邱橙,陈泳屹,高峰,秦莉,王立军.一种结合增益耦合分布反馈光栅的多模干涉波导半导体激光器的研制[J].物理学报.2019
[2].鲍乐平,王攀,王晓勇.时滞分布参数切换系统渐进稳定及L_2增益分析（英文）[J].贵州大学学报(自然科学版).2019
[3].位永辉,王石语,过振,蔡德芳,李兵斌.高功率固体激光器增益非均匀分布引起的效能亏损效应研究[J].应用光学.2019
[4].高峰.周期性电注入增益耦合分布反馈半导体激光器的研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[5].徐晨晨.Er~(3+)/Yb~(3+)双掺1.55μm波段激光增益介质内部温度分布的实时测量研究[D].福建师范大学.2018
[6].雷健.基于腔内增益和损耗分布产生特定高斯光束的方法研究[D].华中科技大学.2017
[7].高云鹏.随机增益系统中折射率与增益分布对辐射激光模式的影响[D].哈尔滨工业大学.2017
[8].韩凯.全光纤光学参量振荡器增益分布的测量[J].中国激光.2016
[9].向博文.QD-SOA增益的量子尺寸分布及温度效应研究[D].武汉理工大学.2016
[10].赵清华,张振振,赵宁波,李小英.优化光纤铒离子分布实现少模掺铒光纤放大器模式增益均衡[J].激光与光电子学进展.2016
论文知识图
