导读:本文包含了布拉格反射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:布拉格,激光器,反射,半导体,增益,分布式,光纤。
布拉格反射论文文献综述
颜平远,涂洁磊,张炜楠,徐晓壮,宋冠宇[1]（2019）在《基于布拉格反射器的空间用四结砷化镓太阳电池抗辐照性能研究》一文中研究指出利用理论计算确定适用于空间四结砷化镓太阳电池的布拉格反射器(DBR),同时借助Macleod软件对引入四结太阳电池的DBR结构进行模拟,并对比分析引入DBR结构的四结太阳电池在1 MeV高能电子辐照前后的电学性能.结果表明,模拟得到由15对Al_(0.1)Ga_(0.9)As/Al_(0.9)Ga_(0.1)As材料组成的DBR在中心波长960 nm处反射率最高且达到98.4%,高反射带宽165 nm,与实验制备的引入该DBR结构的电池最高反射中心波长基本吻合.通过分析辐照前后电学性能,发现引入该DBR结构的电池辐照后各项电学性能衰减幅度小于未引入DBR结构的电池.(本文来源于《云南师范大学学报(自然科学版)》期刊2019年05期）
彭瑞宏[2]（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）
胡星,程德江,王思博,姜梦华,惠勇凌[3]（2019）在《基于反射式布拉格光栅和Fabry-Perot标准具组合的Nd∶YVO_4单频激光器》一文中研究指出报道了一种激光二极管端面连续抽运的稳定单频主动调Q Nd∶YVO_4激光器。采用RBG与标准具组合的方式获得了稳定的高功率单频激光输出。RBG既作为输出耦合镜,又作为纵模选择元件,与标准具组合可进一步抑制多纵模,增长谐振腔的光学腔长,获得高功率输出。通过优化标准具的倾斜角度,可使标准具与RBG的中心波长匹配,并减小腔内插入损耗。最终在物理腔长为148.7mm的条件下,获得了功率为750mW,脉冲能量为75μJ@10kHz,脉宽为8.3ns的稳定的高功率单频激光输出。(本文来源于《光学学报》期刊2019年05期）
邹正鹏[4]（2019）在《级联分布式布拉格反射可调谐半导体激光器的研究》一文中研究指出随着互联网、无线通信的快速发展,人们对信息传输的速度、容量和距离提出了极高的要求。目前,光纤通信因为其传输容量高的优势已经成为了最主要的信息传输方式。随着光纤通信网络容量的进一步增加,密集波分复用(Dense wavelength division multiplexing,DWDM)被广泛地采用。然而,如果依旧采用分立的激光器组建光网络,系统的体积、能耗、成本将会急剧增加,网络的复杂性也会大幅增加。波长可调谐半导体激光器可以改变波长,它能够有效地简化系统,降低成本。本论文围绕级联分布式布拉格反射(Distributed bragg reflector,DBR)可调谐半导体激光器展开研究。首先介绍了激光器中用于选模的波导光栅,分析了多种光栅的光学特性。然后,介绍了耦合模理论和传输矩阵法,并基于此对半导体激光器的仿真模型进行了建立和修正,分别建立频域稳态和时域动态的半导体激光器仿真模型。论文提出了一种新型的可调谐激光器,该激光器由无源光栅区与有源区交替级联构成。调谐相邻两个无源光栅区的电流即可以实现激光器的波长可调谐。具体来说,每个单元激光段(Laser section,LS)由两个布拉格波长略有不同的无源光栅段(Grating section,GS)和它们之间的有源段(Active section,AS)组成。为了实现大范围激光调谐,可调谐激光器整个腔采用了阶梯式的光栅周期结构。由于两段激光器共用一个GS,激光器的总腔长明显减小。此外,由于DBR结构,该激光器具有很快的波长切换速度。具体地,本论文设计并分析了一种具有四个GS和叁个AS的可调谐激光器,能达到13.2纳米的连续调谐范围,9纳秒的波长切换速度,大于10GHz小信号调制频率以及大于10Gbit/s的数字直调速率。这些性能指标显示了所提出的激光器方案的技术优势,有望应用于未来高速光通信系统中。另外,论文还讨论了用取样光栅制作该可调谐激光器,从而简化制造,降低成本。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
郭太良,缪煌辉,林淑颜,郭骞,叶芸[5]（2019）在《基于分布式布拉格反射器的量子点彩膜》一文中研究指出通过研究量子点彩膜的转换效率、结构对出光强度和色域的影响,提出了基于分布式布拉格反射器的量子点彩膜新结构。首先通过光学仿真软件导入红/绿量子点参数并构建量子点彩膜光色转换模型,设置分布式布拉格反射器和传统滤光片的膜层属性;再以蓝光背光源激发量子点彩膜,研究膜层在不同膜厚和量子点比重的情况下蓝光利用率;最后,比较了传统彩色滤光片和分布式布拉格反射器两种结构对量子点彩膜光学性能的影响。设计结果表明:新结构比传统彩色滤光片结构红、绿子像素光强分别提升了2.19和2.26倍,在CIE1931-NTSC标准下可实现色域为128%。(本文来源于《液晶与显示》期刊2019年03期）
许春雨,庞玉,冯文杰[6]（2018）在《磁电弹基底周期扰动表面BG波的布拉格反射》一文中研究指出声表面波在磁电弹基底周期扰动(沟槽、金属带、表面起伏等)表面传播,当表面波的波长λ与扰动表面的周期l满足λ=2l的关系时,结构将呈现出很强的声波反射特性,称之为布拉格反射(Bragg reflection)。如果设计扰动表面的周期等于λ/2,在布拉格谐振频率附近将产生窄带频率响应(narrow-band response),并获得最大的反射系数,可以用于磁电弹声表面波谐振器(SAWresonators)、滤波器(bandpass filters)金属带反射器(strip reflectors)的设计。本文将进行相关的理论分析。采用布洛赫(Bloch)定理和耦合模态(coupling of modes)理论,本文研究了横观各向同性磁电弹基底薄金属表面周期"惯性荷载"扰动、电学短路和磁学开路边界条件下BG波在布拉格谐振频率附近的传播特性,得到了其显式的频散方程Ω=Ω(δ),式中δ为谐振波数π/l修正,|δ|<<π/l,Ω为无量纲频率。如果令方程中的磁电耦合系数和压磁系数同时为零,频散方程与相关文献中横观各向同性压电材料的结果相一致。对BG波的频散特性进行了数值计算,考虑了均匀惯性荷载和周期变化荷载两个扰动参数对频散曲线的影响。计算结果表明:最大的衰减发生在中心频率处。当均匀惯性载荷扰动增强时,带隙向低频移动,带宽基本不变;当周期变化荷载扰动增强时,带隙宽度增大,而带隙中心频率基本不变。附:周期惯性荷载扰动m(x)=m_0+m_1cos(Qx)情况下的频散方程:■(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）》期刊2018-11-23）
范杰,龚春阳,杨晶晶,邹永刚,马晓辉[7]（2019）在《分布布拉格反射器半导体激光器的研究进展》一文中研究指出与传统的法布里-珀罗(F-P)腔半导体激光器相比,采用分布布拉格反射器(DBR)光栅的边发射半导体激光器在窄线宽、输出波长稳定等方面展示出了优异的特性,其在激光通信、光互联及非线性频率转换等领域有着巨大的应用需求。通过合理设计DBR光栅及器件结构,DBR半导体激光器可以实现激光窄线宽、双波长输出以及波长可调谐等性能。基于内置DBR光栅结构,DBR锥形半导体激光器可以同时兼具高功率、窄线宽及高光束质量等特性。针对这几类激光器,阐述了其结构设计、制作工艺及其性能优势,总结了国内外最新研究进展与发展现状,并对DBR半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年06期）
侯玉斌[8]（2018）在《面向前沿应用的新型全石英光纤分布式布拉格反射单频激光器研究》一文中研究指出作为人类科技进步的重要见证者,激光器从诞生伊始就始终参与到前沿应用之中。从世界上最精密的干涉仪“LIGO”到世界上最精准的钟“锶原子光晶格钟”,这些前沿应用中更是不乏单频激光器的身影。作为线宽最窄,噪声最低的一种激光器,单频光纤激光器更是在激光雷达,原子分子物理,太赫兹产生,微波光子学,量子光学,相干通信等前沿领域具有十分重要的应用价值。不同的应用领域对单频光纤激光器提出了各自独特的性能指标要求,比如激光雷达领域多需要脉冲形式输出的单频光纤激光器,对于单频线宽的要求相对较低;引力波探测以及原子分子物理领域往往对单频激光的线宽和噪声要求更高,但并不需要脉冲输出;太赫兹以及微波光子学领域则更在意不同波长单频之间的相位关系。目前主流的商业化单频光纤激光器多采用分布式布拉格反射(distributed Bragg reflector,DBR)结构和分布式反馈(distributed feedback,DFB)结构,这两类单频光纤激光器结构紧凑,可以实现稳定的kHz线宽单频激光输出。但商用产品提供的功能和参数相对单一,很难同时满足复杂多样的应用需求。本课题致力于研究更加通用可靠的单频光纤激光器,以满足不同的前沿应用需求。DBR结构的单频光纤激光器具有结构更简单,通用性更好,能量转换效率更高等特点,因此采用该结构来实现单频光纤激光器。相较于商用DBR单频光纤激光器中采用特殊的高掺杂,低熔点的软玻璃作为增益介质,本文主要采用商用石英掺杂光纤作为增益介质,尽管可能会出现自脉冲以及增益不足等问题,但是该光纤不存在软玻璃光纤与石英光纤熔接温度不同的问题,并且可从市场中购得,因此全石英结构的DBR单频光纤激光器机械稳定性和热稳定性更佳,环境适应性更好,实现方式更简便。在此基础之上,本文又分别对低噪声,脉冲以及双波长单频光纤激光器进行研究,以满足不同前沿领域的应用需求。本论文的具体研究工作主要分为以下几个方面:1.DBR单频光纤激光器理论分析及核心器件设计制备分析不同掺杂粒子在石英光纤中的谱线特性,选择合适的增益光纤以及泵浦方式,实现尽可能高的增益。通过对自脉冲的起源分析可知,驰豫振荡在其中扮演十分重要的作用。建立速率方程求解驰豫振荡过程中光子数随时间的变化关系,对比关系式中各类参数可知,提高腔内光子寿命以及泵浦功率可以抑制驰豫振荡的强度,从根本上抑制自脉冲产生。针对这一结论,利用光纤光栅反射光谱仿真模型,在保证单纵模运转的情况下,可模拟出用于输出耦合的光纤光栅反射率最高为85%~90%,结合反射率为99%的高反光纤光栅,可在最大程度上抑制自脉冲的发生,实现稳定连续的单频光纤激光器。2.应用于引力波探测的全石英光纤连续DBR单频激光器采用优化参数后制备的不同波段的光纤光栅,最终分别实现了1μm,1.5μm以及2μm波段稳定连续的单频光纤激光器,所有波段的单频光纤激光器均未出现自脉冲现象,这也在实验上证实了以上结论。不同波段的单频光纤激光器中采用的增益光纤均为普通商用石英掺杂光纤,尽管增益相对较低,但是结合自主刻写的低损耗光纤光栅,依然可实现激光发射,所有波段的单频线宽均小于10kHz。与国外课题组合作,研发用于新一代引力波探测的高功率2μm单频光纤激光器样机,已在实验室条件下实现了160W的单频激光输出,线宽小于10kHz,并在国外搭建起一套5W的2μm单频光纤激光器用于前期的测试。3.应用于高精度探测的高功率低噪声单频光纤激光器分析单频光纤激光器强度噪声,频率噪声的来源与特性,利用无源光学反馈回路对已有的单频光纤激光器强度噪声,频率噪声进行抑制,压缩激光线宽。其中相对强度噪声的驰豫振荡强度从-99.9dB/Hz@993kHz降低至-119.4dB/Hz@192kHz,频率噪声强度在10kHz到100kHz范围内降低了30dB,激光线宽从3.96kHz压缩至540Hz。在经光纤放大器放大至10W后,强度噪声,频率噪声没有明显升高,激光线宽依然小于1kHz。4.应用于激光雷达的一体化增益开关单频光纤激光器利用增益开关技术实现重频可调的一体化脉冲单频光纤激光器。采用电调制的975nm单模半导体激光器作为泵浦源,输出泵浦同时具有脉冲成分和直流成分,直流部分的功率略低于激光器阈值,以此来减少对脉冲泵浦能量的要求,因此该激光器可以实现低泵浦功率下的脉冲单频激光输出,输出脉宽150ns,激光线宽14MHz,依据外部触发信号可实现重频从10kHz到400kHz调谐。5.应用于高频微波产生的保偏双波长单频光纤激光器采用保偏迭印光纤布拉格光栅作为双波长选择器件,可在同一光纤激光器中同时输出双波长单频激光。两个纵模具有相同的偏振态,偏振消光比大于20dB,两者的光谱强度相同,光谱信噪比大于60dB。在同一谐振腔内经历相同的路径和光程,两个纵模将具有很好的相干性以及相同的噪声成分,拍频过程中相同的噪声成分会被抵消,由此产生低相位噪声和高稳定性的微波信号,微波信号的中心频率为28.4474GHz,频谱信噪比高于65dB,频谱信号线宽500Hz,一个小时内频率波动的标准偏差为58.592 kHz。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-06-19）
贾宝山,王皓,李爱民,王梦鹤,都继瑶[9]（2018）在《窄线宽1064 nm分布布拉格反射半导体激光器》一文中研究指出1064nm分布布拉格反射(DBR)半导体激光器具有窄线宽、输出稳定的特性,在自由空间激光通信用种子光源等方面具有广阔的应用前景。设计了一种单模、窄线宽的1064nm DBR半导体激光器,利用金属有机化合物气相沉积技术生长出InGaAs应变量子阱半导体激光器材料,并制备出腔长为1200μm的脊型波导1064nm DBR半导体激光器。当注入电流为70mA时,室温下该激光器的连续输出功率可达到7mW,3dB光谱线宽为0.12nm。(本文来源于《中国激光》期刊2018年05期）
任尚书,周树道,王敏,彭舒龄[10]（2018）在《基于超表面的可见光波段布拉格反射波导研究》一文中研究指出采用SiO_2/Si构建了可见光波段的分布式布拉格反射镜(DBR),在其中加入SU-8光刻胶制备的中心腔,构成传统的布拉格反射波导(BRW),利用传输矩阵法分析了可见光在分布式布拉格反射镜和布拉格反射波导中的传输情况,并研究了介质折射率比、厚度和周期数等各因素对布拉格反射镜的影响以及SU-8的各参量对光子带隙的影响规律。针对传统布拉格反射波导硬件制备比较困难的问题,在SU-8中引入Si柱超表面,构成新型的布拉格反射波导。通过实验分析了超表面对缺陷模的影响,实验表明超表面具有调控缺陷模波长的作用,且新型布拉格反射波导阵列可完成可见光波段的分光功能,可用于改进光学仪器。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年03期）
布拉格反射论文开题报告
（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：
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。
（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。
布拉格反射论文参考文献
[1].颜平远,涂洁磊,张炜楠,徐晓壮,宋冠宇.基于布拉格反射器的空间用四结砷化镓太阳电池抗辐照性能研究[J].云南师范大学学报(自然科学版).2019
[2].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
[3].胡星,程德江,王思博,姜梦华,惠勇凌.基于反射式布拉格光栅和Fabry-Perot标准具组合的Nd∶YVO_4单频激光器[J].光学学报.2019
[4].邹正鹏.级联分布式布拉格反射可调谐半导体激光器的研究[D].南京大学.2019
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