本文關(guān)鍵詞：基于籠式共軸系統(tǒng)的可調(diào)諧外腔激光器

  更多相關(guān)文章： 激光器外腔 連續(xù)調(diào)諧 單模 雙模 等功率輸出

【摘要】：可調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器可以通過外腔調(diào)節(jié)改變反饋,使其具有波長選擇的功能,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各領(lǐng)域中。目前大部分的可調(diào)諧激光器均采用littrow或Littman外腔結(jié)構(gòu),通過轉(zhuǎn)動(dòng)光柵或者平面鏡來實(shí)現(xiàn)波長調(diào)諧,Wang等人很早就提出了V型條鏡結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)多波長調(diào)諧。在外腔反饋中采用雙縫鍍金條鏡來代替平面鏡,搭載于一維平移裝置中,通過壓電陶瓷推動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)定的平移。本論文主要搭建了基于籠式共軸搭建的可調(diào)諧外腔激光器,并進(jìn)一步研究了該激光器的調(diào)諧過程和調(diào)諧性能。在外腔反饋結(jié)構(gòu)中,通過對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并做出改進(jìn)后不僅可以大范圍平移雙縫鍍金條鏡,也可以用壓電陶瓷精確推動(dòng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)諧,并在調(diào)諧過程中通過壓電陶瓷電壓改變對(duì)移動(dòng)距離進(jìn)行標(biāo)定。最后對(duì)該激光器性能進(jìn)行測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定功率波長可連續(xù)調(diào)諧的單模和雙模激射。尤其是在輸出雙模方面,不僅實(shí)現(xiàn)了模式間隔不等的雙模輸出,還可以實(shí)現(xiàn)雙模式相對(duì)功率相等的雙模輸出。在此過程中通過改變注入電流很好的實(shí)現(xiàn)了功率的調(diào)諧。通過分析雙模式的峰值強(qiáng)度與條鏡位置和激光器電流變化之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值和理論公式計(jì)算值吻合很好。論文主要分以下幾個(gè)部分:1、介紹了半導(dǎo)體激光器的研究背景,以及在近年來可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器方面進(jìn)展以及本論文的主要研究內(nèi)容。2、闡述了可調(diào)諧外腔激光器的基本結(jié)構(gòu)和理論、選模原理、以及外腔調(diào)制選模原理,詳細(xì)說明了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)需要組件準(zhǔn)備工作:光柵底座設(shè)計(jì)(其中根據(jù)光路需要對(duì)底座角度精確計(jì)算,然后做出工程圖以及結(jié)構(gòu)的精確加工)、安裝鍍金條鏡所用的平移裝置設(shè)計(jì)(其中根據(jù)移動(dòng)微小位移設(shè)計(jì)推動(dòng)條鏡的行程,以及壓電陶瓷的安裝和壓電陶瓷具體參數(shù)的選擇)、光路搭建過程中反射鏡角度、光柵角度等詳細(xì)光路參數(shù)計(jì)算、雙縫鍍金條鏡設(shè)計(jì)(包括角度、寬度和工藝加工流程)。3、針對(duì)設(shè)計(jì)的籠式共軸外腔結(jié)構(gòu)研究了該外腔激光器的性能。我們主要從可調(diào)諧單模和模式間隔不等的多模兩方面來研究:在輸出單模方面,可以實(shí)現(xiàn)從閾值之下8mA到激光二極管允許同過的最大電流40mA范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定單模輸出,實(shí)現(xiàn)了波長和功率均連續(xù)調(diào);在輸出多模方面,實(shí)現(xiàn)了從7到13個(gè)模式間隔不等的雙模激射,實(shí)現(xiàn)了模式間隔可調(diào)的雙模輸出。4、通過對(duì)搭載在一維平移裝置中的雙縫條鏡的精確控制,首次提出并實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧且連續(xù)等功率雙模激射,通過改變電流實(shí)現(xiàn)了輸出功率的連續(xù)變化。實(shí)驗(yàn)測(cè)試了在閾值電流之下8 mA從1.45Ith到3.85Ith范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)了間距1THz的雙模輸出,雙模式峰值強(qiáng)度差值小于0.07dB,邊模抑制比(SMSR)可以達(dá)到30dB以上。最后分析了雙模式的峰值強(qiáng)度與條鏡位置和激光器電流變化之間的關(guān)系,對(duì)后續(xù)小型化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：激光器外腔 連續(xù)調(diào)諧 單模 雙模 等功率輸出
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-11
• 1.1 外腔半導(dǎo)體激光器研究背景8-9
• 1.2 可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器方面研究進(jìn)展9-10
• 1.3 論文的主要內(nèi)容10-11
• 第2章 外腔半導(dǎo)體激光器基本原理11-16
• 2.1 半導(dǎo)體外腔激光器基本結(jié)構(gòu)11-12
• 2.2 F-P腔半導(dǎo)體激光器原理12
• 2.3 半導(dǎo)體光柵外腔激光器選模原理12-13
• 2.4 半導(dǎo)體光柵外腔激光器光柵選擇13-14
• 2.5 外腔調(diào)制選模分析14-16
• 第3章 基于籠式共軸的可調(diào)諧外腔激光器設(shè)計(jì)方案16-23
• 3.1 籠式共軸外腔結(jié)構(gòu)16-17
• 3.2 壓電陶瓷的選擇17-18
• 3.3 反射條鏡設(shè)計(jì)18-20
• 3.4 光柵底座的設(shè)計(jì)20
• 3.5 籠式共軸外腔結(jié)構(gòu)圖20-21
• 3.6 本章小結(jié)21-23
• 第4章 可調(diào)諧外腔激光器實(shí)現(xiàn)單模輸出23-33
• 4.1 單模激光器原理23
• 4.2 單模激光器測(cè)試結(jié)果分析23-25
• 4.3 單模激光器調(diào)諧激射波長移動(dòng)規(guī)律25-33
• 4.3.1 在9.2mA下激射波長相對(duì)內(nèi)腔模式移動(dòng)25-29
• 4.3.2 在12mA下激射波長相對(duì)內(nèi)腔模式移動(dòng)29-33
• 第5章 可調(diào)諧外腔激光器實(shí)現(xiàn)雙模輸出33-43
• 5.1 雙模激光器研究現(xiàn)狀33-34
• 5.2 實(shí)現(xiàn)雙模實(shí)驗(yàn)原理34-35
• 5.3 實(shí)現(xiàn)不同間隔雙模調(diào)諧35-38
• 5.4 實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧且相對(duì)強(qiáng)度相等的雙模輸出38-43
• 5.4.1 在18mA電流下實(shí)現(xiàn)相對(duì)強(qiáng)度相等的雙模輸出38-39
• 5.4.2 電流大范圍變化下實(shí)現(xiàn)相對(duì)強(qiáng)度相等的雙模輸出39-41
• 5.4.3 總結(jié)41-43
• 第6章 總結(jié)與展望43-44
• 參考文獻(xiàn)44-48
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果48-49
• 致謝49

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