綜述了近年來聚合物分布反饋激光器的理論與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展,聚焦該類激光器的性能調(diào)控研究,介紹了聚合物分布反饋激光器的原理,包括聚合物材料的光學(xué)特性、耦合模理論與布拉格條件及器件光譜特征.重點(diǎn)總結(jié)了分布反饋微腔結(jié)構(gòu)參數(shù)對激光器主要性能的影響,包括激光器閾值、斜率效率、光斑形狀、波長調(diào)控、出射方向、模式數(shù)量等.討論了聚合物分布反饋激光器的發(fā)展趨勢. 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,46(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

聚合物的吸收及光致熒光光譜(插圖為對應(yīng)的

聚合物分布反饋激光器的典型腔型如圖2(a)所示. 其對應(yīng)的掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)側(cè)面圖如圖2(b)所示. 不同于Fabry-Perot腔激光器,腔內(nèi)反饋由2個端面的反射提供;分布反饋激光器的腔內(nèi)反饋由光柵提供的布拉格衍射提供.為了探討分布反饋諧振腔內(nèi)的光波模式以及選縱模特性,利用耦合模理論對諧振腔進(jìn)行分析. 將分布反饋諧振腔作為一個多層平板結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo),在其波導(dǎo)層上有一個周期性的擾動(光柵). 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以由介電常數(shù)的分布加以表征,ε(x,z)=ε(0)(x)+Δε(x,z),式中:ε(0)(x)為沒有光柵層情況下的介電常數(shù)分布;Δε(x,z)為光柵層引起的沿z方向的介電常數(shù)周期性變化[6]. 由于其周期性,Δε(x,z)可以以傅里葉級數(shù)形式展開為

一維聚合物分布反饋激光器在不同泵浦條件下的發(fā)射光譜如圖3(a)所示,當(dāng)泵浦能量較小時,光譜中存在2個微弱的發(fā)射峰,分別對應(yīng)諧振腔中的2個競爭模式,兩峰中間的谷的部分對應(yīng)光子禁帶,對應(yīng)波長的光受到抑制. 當(dāng)泵浦能量逐漸變大,突破閾值,激光器處于工作狀態(tài),其中一個模式在競爭中勝出,產(chǎn)生一個尖銳的發(fā)射峰[8]. 出射激光的中心波長約為562 nm,半高全寬小于1 nm. 激光器輸出的峰值強(qiáng)度與泵浦能量的關(guān)系如圖3(b)所示,圖中激光器件表現(xiàn)出了明顯的閾值效應(yīng),閾值大約為1.6 μJ/cm2. 通過調(diào)整一維聚合物分布反饋激光器中光柵的周期,可以得到不同波長的激光發(fā)射. 實(shí)驗(yàn)中使用的泵浦源為飛秒激光器,該泵浦激光器波長400 nm,重復(fù)頻率1 kHz,脈寬200 fs,最大單脈沖能量1 μJ. 圖3中光譜由Maya2000 PRO光譜儀采集得到,光譜儀的分辨率為0.5 nm.二維聚合物分布反饋激光器在不同泵浦條件下的發(fā)射特性如圖4所示. 二維聚合物激光器的微腔種類很多,這里展示了雙光柵正交微腔,分為等周期雙光柵和不等周期雙光柵2種情況.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于能量轉(zhuǎn)移的多色隨機(jī)激光器[J]. 史曉玉,王兆娜,翟天瑞,張新平.  物理學(xué)進(jìn)展. 2019(03)
[2]基于等離激元反饋的薄膜隨機(jī)激光器(邀請論文)[J]. 翟天瑞,李松濤,王兆娜,石錦衛(wèi),劉大禾,張新平.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)



本文編號：3069456