新型光學微腔激光器的構造及其方向性激光出射的研究.pdf

1、光學微腔是一種尺寸在微米量級或者亞微米量級的光學諧振腔，它利用在折射率不連續(xù)的界面上的反射、全反射、散射或者衍射等效應，將光限制在一個很小的區(qū)域。由于腔體積的減小，腔內通常只能支持一個或者幾個光學模式的諧振，因而置于腔內的原子或者分子的自發(fā)輻射性質會受到影響從而得到激光出射。光學微腔在微型激光器和光通信器件等領域內有著廣泛的應用價值。 本論文集中研究了新型微腔激光器的構型和激光出射特性，設計并制備了一系列新型有源微諧振腔，在激光

2、泵浦的條件下研究了微腔的光譜、閾值以及方向性激光出射的特性。 本論文的主要創(chuàng)新點如下： 1．提出了一種新的利用溶膠一凝膠技術制備高Q平面光學微腔的方法，可在低溫(150度)下高質量地制備得到布拉格反射鏡，進而得到平面微腔。這種方法在有機平面微腔的制備上具有特別的優(yōu)勢。采用該方法制備得到的有機微腔的Q值比以往報道提高了一個量級。 2．通過人工構造隨機皺褶表面的有源光學波導，獲得縱向模式可控的波導隨機激光。通過有效折

3、射率近似，將波導表面無序的二維體系轉化成一維多層膜結構，并利用傳輸矩陣方法對隨機模式以及模式的場分布進行了數(shù)值模擬，模擬結果和實驗相符。 3．提出了一種新的平面微腔和隨機微腔耦合的平面隨機微腔激光器。在這種新的結構中得到了平面微腔所不具有的高Q值(大于20000)，也得到了隨機激光所希望的低閾值(降低了4-5個數(shù)量級)，以及很好的方向性激光出射(1.5-1.6度)，并給出了平面隨機微腔方向性出射的物理解釋。在此基礎上制備了含液晶