耦合在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用層出不窮,有光在空間中的耦合,如波導(dǎo)間的光場耦合,微納光纖與發(fā)光材料間的倏逝場耦合,還有基于光與物質(zhì)相互作用而形成的元激發(fā)耦合,如表面等離子體與激子的耦合,激子與聲子的耦合等。在光學(xué)中,耦合往往能夠被利用從而達(dá)到優(yōu)化參數(shù)、增強(qiáng)效應(yīng)的目的。本文利用倏逝場以及元激發(fā)的耦合增強(qiáng)效應(yīng),分別進(jìn)行了寬范圍波長雙向可調(diào)納米激光器的研制和高靈敏受激拉曼散射（stimulated Raman scattering,SRS）光譜顯微術(shù)的探索,取得的創(chuàng)新成果如下:1.利用倏逝場耦合,實(shí)現(xiàn)了基于單根帶隙漸變半導(dǎo)體納米線的寬范圍波長雙向可調(diào)納米激光器。倏逝場耦合使得微納光學(xué)器件能夠通過光學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)合來實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化和調(diào)諧。近年來,利用低維微納材料制作微納激光光源成為研究的一大熱點(diǎn)。半導(dǎo)體微納材料因其增益高、折射率高、光場約束能力強(qiáng)、倏逝場強(qiáng)、光學(xué)傳輸損耗低,成為了微納光子學(xué)研究的熱門材料。微納激光器參數(shù)調(diào)制和優(yōu)化可進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍。波長可調(diào)諧微納激光器在生物成像、集成光學(xué)、光通信、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。但是,由于很難在微納尺度上同時滿足增益介質(zhì)的帶隙連續(xù)可調(diào)和激光諧振腔的高品質(zhì)因... 

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 光學(xué)中的耦合
    1.2 微納激光器
        1.2.1 微納激光器的發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.2 微納激光器的波長調(diào)諧
        1.2.3 耦合在微納激光器波長調(diào)諧中的應(yīng)用
    1.3 拉曼散射光譜顯微成像
        1.3.1 拉曼散射光譜顯微成像的發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.3.2 增強(qiáng)型拉曼光譜顯微成像的發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.3.3 耦合在提高拉曼散射光譜顯微成像靈敏度中的應(yīng)用
    1.4 本論文的研究內(nèi)容與意義
        1.4.1 本論文的研究內(nèi)容
        1.4.2 本論文的研究意義
    1.5 章節(jié)安排
2 FP-WGM微納腔耦合
    2.1 引言
    2.2 FP-WGM微納腔耦合原理及設(shè)計
    2.3 FP-WGM微納腔耦合仿真結(jié)果及分析
    2.4 本章小結(jié)
3 耦合增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)波長雙向可調(diào)諧納米激光器
    3.1 引言
    3.2 基于FP-WGM微納腔耦合的納米激光器特性研究
        3.2.1 閾值特性研究
        3.2.2 縱模特性研究
        3.2.3 偏振特性研究
    3.3 基于FP-WGM微納腔耦合的波長雙向可調(diào)諧納米激光器
        3.3.1 波長雙向可調(diào)諧納米激光器
        3.3.2 調(diào)諧范圍
        3.3.3 調(diào)諧分辨率
        3.3.4 調(diào)諧穩(wěn)定性和可重復(fù)性
    3.4 單縱模波長雙向可調(diào)諧納米激光器
        3.4.1 成功研制單縱模納米激光器
        3.4.2 探索單縱模波長雙向可調(diào)諧納米激光器
    3.5 本章小結(jié)
4 電子能級預(yù)共振: 一種增強(qiáng)型拉曼的振動耦合應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 電子能級預(yù)共振及兩種實(shí)現(xiàn)方案
        4.2.1 電子能級預(yù)共振的物理圖像
        4.2.2 方案一: 探針改造
        4.2.3 方案二: 激發(fā)光藍(lán)移
        4.2.4 兩種方案的比較
    4.3 可見光預(yù)共振受激拉曼散射顯微鏡
        4.3.1 可見光預(yù)共振受激拉曼散射顯微鏡系統(tǒng)介紹
        4.3.2 可見光預(yù)共振受激拉曼散射顯微鏡性能表征
    4.4 本章小結(jié)
5 耦合增強(qiáng)提升受激拉曼散射光譜成像探測靈敏度
    5.1 引言
    5.2 維生素A拉曼散射光譜顯微成像最低探測極限突破百微摩爾
    5.3 應(yīng)用1: 揭示維生素A及其衍生物富集型脂滴的儲量與癌細(xì)胞耐藥性的相關(guān)性
    5.4 應(yīng)用2: 揭示維生素A及其衍生物在胚胎神經(jīng)元分化及發(fā)育過程中的多種形態(tài)
    5.5 應(yīng)用3: 繪制小鼠全腦維生素A及其衍生物光譜地圖
    5.6 應(yīng)用4: 探索維生素A及其衍生物在活體C.elegans中的分布
    5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 波長可調(diào)微納激光器簡史
作者簡介
攻讀博士期間取得的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]固體中的元激發(fā)[J]. 李振亞,方俊鑫.  自然雜志. 1984(05)



本文編號：3703552