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紧凑光子源研究

郭曙光  
【摘要】: 激光器的发展趋势正在面向应用,走向固态化、小型化。体积小、重量轻、 转换效率高、光束质量好的紧凑光子源方面的研究越来越受到人们的重视。本 论文本着追踪发展、面向应用、有所创新的原则,在改善激光器性能方面做了 一些工作,主要包括: (1)对 800nm波段 Littrow和 Littman结构的弱耦合可调谐外腔半导体激 光器进行了实验研究。实现了边模抑制比大于30dB、可调谐范围为10nm激光 输出。 (2)首次系统分析了外腔半导体激光器无跳模调谐结构的定位误差对无跳 模调谐范围的影响,并据此设计了一套1.55μm大范围无跳模调谐外腔半导体檄 光器实验系统,实现了大于50nm的无跳模调谐输出。 (3)首次系统地分析了光栅光谱仪器中的三类正弦机构,分别设计了可实 现波长线性标度的 Littrow和 Littman外腔半导体激光器调谐机构。 (4)采用光纤Bragg光栅作为外腔反馈元件,首次将光纤光栅的悬臂梁调 谐方法用于外腔调谐技术中,完成了1.55μm可调谐光纤光栅外腔半导体激光 器,得到调谐范围为7nm、边模抑制比达39dB的激光输出。 (5)首次将 Littrow光栅调谐技术应用到掺双包层光纤激光器中,实 现了可调谐包层泵浦光纤激光器,波长可调谐范围大于40nm。 (6)采用激光谐振腔传播圆-变换圆图解分析方法,发展了激光谐振腔的 设计理论;提出了适应式热动力学稳定腔的设计思想,给出了谐振腔各参数的 设计原则;设计出一种紧凑小巧、结构灵活的适应式谐振腔;基于减小热透镜 效应、增大基模光斑尺寸、减小谐振腔体积三个方面的考虑,提出了大孔径基 模运行的紧凑适应式热动力学稳定腔设计的基本框架。 (7)首次提出了“光学镇定器”的概念,并描述了两种类型的光学镇定器, 它可用于减弱介质折射率的扰变对光束传播特性的影响。


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