本文關(guān)鍵詞：光子分子微盤(pán)中的單縱模激光出射　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：光通過(guò)全內(nèi)反射局限在具有光滑邊緣的微盤(pán)、微球、微環(huán)、微瓶等諧振腔內(nèi),形成特殊的模式,稱為回音壁(Whispering gallery,WG)模式。因?yàn)楣獗婚L(zhǎng)時(shí)間的局限在腔的邊緣處,使得微腔的品質(zhì)因子(Quality factor,Q)非常高。光學(xué)微盤(pán)腔就是其中的典型。由于微盤(pán)的Q值以及片上操作等特點(diǎn),使得微盤(pán)在光調(diào)制、光傳感、片上集成等領(lǐng)域扮演著重要的角色。在傳統(tǒng)的研究中,微盤(pán)能夠支持一系列的具有不同方位角數(shù)的WG模式,最終形成多個(gè)激光模式。這與單模激光的要求相違背。為了提升單模特性,研究學(xué)者提出了一系列的方法,例如減小微腔的尺寸或者嵌入散射物質(zhì)。然而,大部分方法對(duì)制備工藝有很高的要求,并且會(huì)減小微盤(pán)的Q值。在本論文中,我們用光子分子作為研究對(duì)象,研究一種得到并控制單模激光出射新方法。光子分子微盤(pán)由兩個(gè)相互獨(dú)立的微盤(pán)組成。因此,相比于傳統(tǒng)的微盤(pán)控制參數(shù),光子分子微盤(pán)有其他額外的參數(shù)來(lái)控制激光模式,例如:微盤(pán)之間的距離,兩微盤(pán)尺寸非匹配參數(shù)等。在本論文中,基于光子分子微盤(pán)這些獨(dú)特的性質(zhì),我們完成了以下工作:我們研究了光子分子微盤(pán)中的模式耦合理論,并揭示了反Vernier效應(yīng)與兩諧振耦合之間的關(guān)系。基于理論分析及數(shù)值仿真模擬,我們制備了光子分子微盤(pán),并利用此研究了其相應(yīng)的激光行為。我們首次展示了光子分子微盤(pán)中存在反Vernier效應(yīng),并且利用此效應(yīng)產(chǎn)生了單模激光出射。通過(guò)應(yīng)用最近發(fā)展的模式間相互作用的理論,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)上觀測(cè)到,在不改變泵浦形式以及微腔尺寸條件下,激光模式能夠很輕易的切換。我們還觀測(cè)到溫度的變化導(dǎo)致激光模式的移動(dòng)。
[Abstract]:Through the total internal reflection, the light is confined to the resonator with smooth edge, such as microdisk, microsphere, microring, microbottle and so on, forming a special mode, called the echo wall Whispering gallery. Because the light is confined to the edge of the cavity for a long time, the quality factor of the microcavity is the quality factor. The Q) is very high. The optical microdisk cavity is a typical one. Because of the Q value of the microdisk and the on-chip operation, the microdisk is modulated and sensed by light. In traditional research, microdisks can support a series of WG modes with different azimuth numbers. In order to improve the characteristics of single mode, researchers have proposed a series of methods, such as reducing the size of microcavity or embedding scattering material. Most of the methods have high requirements for the preparation process, and will reduce the Q value of the microdisk. In this paper, we use photonic molecules as the research object. A new method to obtain and control single mode laser emission is studied. The photonic molecular microdisk consists of two independent microdisks. Therefore, compared with the traditional microdisk control parameters. The photonic molecular microdisk has other additional parameters to control the laser mode, such as the distance between the microdisks, the size mismatch parameters of the two microdisks, etc. In this paper, based on these unique properties of the photonic molecular microdisks. We have done the following work: we have studied the mode coupling theory in photonic molecular microdisks and revealed the relationship between anti-#en0# effect and two resonant coupling based on theoretical analysis and numerical simulation. We have prepared the photonic molecular microdisk and used it to study the corresponding laser behavior. We have demonstrated for the first time the existence of anti-#en0# effect in the photonic molecular microdisk. By applying the recently developed theory of interaction between modes, we have observed experimentally that the pump form and the size of the microcavity are not changed. The laser mode can be easily switched. We have also observed that temperature changes cause the laser mode to move.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN24

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本文編號(hào)：1401616