基于聚合物的固態(tài)微米腔染料激光器的自發(fā)輻射，增益和結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、21世紀(jì)被科學(xué)家預(yù)測(cè)為光子學(xué)大展宏圖的時(shí)代。在這其中，納米光子學(xué)更是這場(chǎng)光子學(xué)革命的龍頭。納米和微米量級(jí)的光子器件應(yīng)用極為廣泛。比如在光子集成器件，微型傳感器，還有和生物醫(yī)學(xué)緊密相關(guān)的“芯片實(shí)驗(yàn)”系統(tǒng)上都有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)納米和微米量級(jí)的光子器件的優(yōu)勢(shì)也極為明顯，比如在通訊領(lǐng)域，它擁有比微電子高得多的帶寬；作為微型傳感器，它擁有極高的敏感度。 作者所從事的這個(gè)科研項(xiàng)目的主要目的就是：設(shè)計(jì)和制造微米和納米量級(jí)的聚合物光子器件，

2、主要是激光器件。具體來(lái)說(shuō)，本碩士論文主要是對(duì)基于聚合物的微米腔固態(tài)染料激光器進(jìn)行軟件模擬，以為將來(lái)在超凈室用納米平板印刷術(shù)來(lái)制造這樣的激光器提供基本模型和特性預(yù)測(cè)。 在本論文中，作者應(yīng)用基于有限元方法的Comsol Multiphysics軟件來(lái)模擬各種激光腔模型的縱模分布和功率輸出。首先，作者考慮了常見(jiàn)的材料性質(zhì)，比如聚合物的光損耗，正常色散以及增益介質(zhì)的吸收，自發(fā)輻射和增益對(duì)激光腔縱模分布和輸出功率的影響，取得了預(yù)期的模擬結(jié)

3、果。然后，為了提高激光輸出功率和效率，作者通過(guò)選用最佳的激光輸出設(shè)計(jì)優(yōu)化了激光腔結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為了降低激光器的閾值，并且增大輸出功率，作者還并把分布式布拉格光柵(DBR)引入到激光腔結(jié)構(gòu)中，極大地提高了激光的輸出特性。這也是本碩士工作的亮點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)之一。在文章的最后，為了測(cè)試激光腔的穩(wěn)定性，作者在激光腔中引入了一些典型的超凈室制造缺陷，并模擬激光腔在含有這些缺陷下的縱模分布和功率輸出性質(zhì)，取得了令人滿(mǎn)意的結(jié)果。這說(shuō)明本論文中所設(shè)計(jì)的激光器