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外腔半导体激光器的研究

张怡  
【摘要】:窄线宽、可调谐、频率稳定的外腔半导体激光器是波分复用系统、相干光通信技术必须的光源,在高分辨率激光光谱、检测计量和光纤传感等领域均有重要的意义及广泛的应用前景。利用外腔对现有普通半导体激光器进行选模是实现激光器压窄线宽,改善输出光谱最方便、最经济也是最有效的手段。 本文着重对这种方式进行了研究。首先介绍了外腔半导体激光器从提出到现今的发展过程及应用前景,概括了用作外腔反馈镜的光纤光栅和闪耀光栅的光学特性。文中对闪耀光栅外腔半导体激光器作了简单介绍,重点阐述了光纤光栅外腔半导体激光器的耦合腔理论、选模理论、温度特性和调制特性,还利用Matlab工具对光纤光栅外腔半导体激光器的几个重要参数,如:阈值增益、输出功率、线宽、边模抑制比及外腔长度等进行了仿真计算,并得到了与实验报道较为一致的结果。本文对光纤光栅外腔半导体激光器的调谐方法也进行了研究,详细讨论了用单片机控制步进电机,从而改变外腔长度的切实可行性,给出了单片机驱动步进电机的几种设计电路,并简单介绍了LPC2104EasyArm开发板的应用。另外,对文中所作的推导计算、实验得到的成果与不足在每章的最后均作了分析总结,本文对从事外腔半导体激光器的研究工作具有一定的参考价值。


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