大功率半导体激光器腔面抗烧毁技术

首先介绍了连续激光器单管老化试验,试验通过测试不同老化时间激光器腔面的烧毁功率,对腔面烧毁发生的过程进行了分析。分析认为,大功率半导体激光器腔面烧毁失效的根本原因是腔面烧毁功率在老化过程中持续减小,最终低于激光器输出功率,造成激光器灾变性光学镜面破坏(COMD)。随后对腔面烧毁的微观物理机理进行了介绍,重点讨论了腔面缺陷相关的非辐射复合、量子阱带边吸收、自由载流子吸收造成的腔面温度升高以及腔面高温导致腔面缺陷密度增加并且向腔内攀移的微观过程。最后,介绍了电流非注入腔面、大光腔材料、长腔长设计、腔面离子铣钝化工艺等腔面抗烧毁技术研究情况,并对这些技术提高腔面抗烧毁功率以及改善腔面长期稳定性的效果进行了讨论。     

复合腔锁模激光器超模噪声问题的研究

为了研究复合腔抑制超模噪声的问题,基于传输函数法建立了复合腔等效结构模型,从理论上分析了复合腔主动锁模光纤激光器的结构特性,论证了等效复合腔基频与两子腔腔长的关系。在1GHz射频调制频率下,给出了复合腔各参量与超模噪声的关系。结果表明,复合腔可以减小超模数目,超模噪声的抑制与单腔相比并不具有优势。该结果对复合腔主动锁模光纤激光器的实验研究有一定的参考意义。     

立方腔平均反射光程的研究

利用有限元光腔表面分割法对立方腔的平均反射光程（Average Reflex Optical Path Length,Lave）进行了数值模拟,给出了Lave与腔长的线性关系式,并通过TDLAS实验得到了具有不同腔长的立方腔Lave的实验值。研究结果表明,立方腔的Lave随着腔长的增加而线性增大。与之前报道的理论结果相比,采用有限元光腔表面分割法得到的Lave模拟值与实验值更为接近,误差率仅在2.5%以内。立方腔平均反射光程模拟值与腔长的关系可以作为确定腔长的依据,提高了基于立方腔的TDLAS气体测量系统的反演精度。     

相交圆柱聚光腔的设计及其实验

本文简述相交圆柱聚光腔的聚光原理,讨论了相交圆柱腔的设计原则。就所设计加工的相交圆柱腔进行了激光性能测试,并与椭圆柱腔作了比较。实验证明:相交圆柱腔较椭圆柱腔的激光输出平均增加68％。     

薄膜型光纤F-P腔传感器弧形腔效应的补偿

讨论并仿真了薄膜型光纤F-P腔传感器弧形腔效应的补偿.当一个薄膜型光纤F-P腔传感器的形变位移足够显著时,将产生弧形腔效应而使其不再完全服从平行平面腔传播模式规律.此时必须对平行平面腔的传播模式进行修正以符合弧形腔的实际规律.利用基尔霍夫衍射方程对弧形腔模型进行了计算和仿真,确定了弧形腔的散射效应,并基于一种典型腔长解调方法,提出了弧形腔效应下,腔长解调值的补偿方案.     

激光不稳定性的平均场理分析

我们将单模驻波腔激光器的Maxwell-Bloch 方程取平均场近似,在腔和原子完全共振情况下,讨论了连续输出的激光器出现不稳定性的条件。当取三次特征方程近似时,得到了坏腔条件,并且给出了出现不稳定性的阈值。在五次特征方程的情况下,给出了出现不稳定性的阈值,分析了各个参数对稳定性的影响。分析结果表明:好腔的阈值较高,而坏腔的阈值较低,坏腔比好腔容易产生不稳定性。     

原子-腔-光纤复合系统中腔场间的纠缠特性(英文)

考虑将W态中的两个二能级原子分别注入用光纤连接的耦合腔A和B中,并且原子与腔场发生共振相互作用的情况。采用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,研究了原子-腔-光纤复合系统中腔场间的纠缠特性。利用数值计算方法,通过对是否进行腔外原子的选择性测量情况下腔场与腔场间的纠缠的比较,讨论了对腔外原子的选择性测量和原子与腔场间的耦合系数变化对纠缠特性的影响。研究结果表明,对腔外原子的选择性测量可增强腔场与腔场间的纠缠,另一方面,随原子与腔场间的耦合系数增大腔场间纠缠增强。     

光腔衰荡法的单波长反射率测量实验研究

分析了反射率光腔衰荡法测量原理的近似条件,讨论了共焦腔的失调特性,计算了腔镜反射率对衰荡信号的影响。在此基础上,为减少OPO激光束的衍射损耗引入的测量误差,选择He-Ne激光作导引光,建立以共焦腔为衰荡腔的单波长反射率测量装置。利用直腔和折叠腔对腔镜和插入镜片的反射率进行了实验测量。直腔方式下测量的均方差小于6×10-6。分析表明,光腔衰荡法只适用于高反镜反射率的测量;在光路调节中采用具有对数变换功能的示波器,可以提高测量精度。     

量子阱垂直腔面发射激光器及其微腔物理

根据发展历史的顺序,对量子阱垂直腔面发射激光器微腔物理进行了概述,其中包括垂直腔面发射激光器、腔量子电动力学和半导体微腔物理。给出半导体垂直腔面发射激光器及其微腔物理思想来源的详细图像。     

连续色心激光器X—腔的分析

本文利用G-参数等效腔分析方法分析了四镜折叠腔(或称X-腔)的基本特性,并与四镜环形腔进行比较。着重讨论了腔的调整对谐振腔一些特性的影响。     

LD端泵固体激光器谐振腔的选择

运用传播圆-变换圆的理论对LD端泵固体激光器常用的三种谐振腔（平平谐振腔、左凹右平谐振腔、左平右凹谐振腔）和左凸右平谐振腔的腔型结构及相关结构参数对激光器输出功率与模式特性的影响做出了系统的分析。得出腔长较短的谐振腔激光输出功率较大而且可有稳定的TM00输出,以及左凹右平谐振腔和左凸右平谐振腔具有光学镇定器的作用。用平平谐振腔固体激光器所做的实验结果与用传播圆-变换圆的分析结论相符。对今后如何获取激光器优化输出特性有一定的意义。     

计算共轴球面腔等价腔长时应注意的问题

本文通过相关例子,指出在计算共轴球面腔等价腔长时容易出现的错误,分析错误原因,并对易混淆的等价腔长、光学腔长及几何腔长三个概念进行了辨析.对等价腔长的概念进行了诠释,即共轴球面腔的等价腔长等于与该腔等效的G参数等价腔的空腔长度.这有助于学生对上述概念的理解和掌握.     

Analysis of Dielectric Resonators with Tuning Screw and Supporting Structure

The finite-element method is applied to calculate the resonant frequencies and electromagnetic field distributions of axisymmetric dielectric resonator modes. Analyses of several resonator shapes, including ring resonator, double resonator, and rod resonator with tuning screw and supporting structure, are made.     

The Influence of a Coupling Film on Ultra-Low-Loss Dielectric Measurement Using an Open Resonator

A Fabry-Perot open resonator excited through a coupling film and loaded with a plane-parallel dielectric plate is analyzed. The eigen equation of the field in the resonator is obtained. The quality factors of the resonator with and without a coupling film are compared. The quality factors of the resonator loaded with a plate that is in resonance and off resonance are also compared. It is shown that the difference in coupling losses between a loaded resonator and an unloaded resonator may strongly affect the accuracy in measuring ultra-low loss dielectric material. Some ways to reduce the influence of coupling loss are discussed. Our experiment results are consistent with the numerical analysis.     

二氧化硅光波导环形谐振腔

利用宽角光束传输法(WA-BPM)对二氧化硅平面波导环形谐振腔进行了优化设计,详细分析了不同环形腔长度下,谐振腔清晰度与环形腔耦合器耦合系数的关系,并进一步分析了由光探测器散弹噪声所限制的谐振型光学陀螺极限灵敏度和环形腔光路参量之间的关系。在此基础上,在硅衬底上利用火焰水解化学掺GeO2的二氧化硅波导上制作成带输入/输出耦合器的环形谐振腔芯片。并通过实验测试了所研制的光波导环形谐振腔,其清晰度高达60,理论分析表明采用上述环形谐振腔研制的陀螺,其极限灵敏度可达1°/h。     

非稳腔-稳腔混合腔失调特性理论研究

非稳腔-稳腔混合腔的失调特性得到了理论上的研究.当调节混合腔的输出耦合镜几何参数改变时,通过Fox-Li数值迭代法计算其基横模的损耗来研究腔的失调特性.发现混合腔在稳腔方向上不易失调;混合腔的不稳定主要来自于非稳腔方向,且主要来自于输出耦合镜在非稳腔平面内的转动,或者垂直于光轴的平移;偏轴非稳腔要比对称非稳腔稳定.利用混合腔中非稳腔方向易失调的特性,可以设计调Q方案.在正支共焦偏轴非稳腔-稳腔混合腔中应用声光调制器在非稳腔平面内实现声光调Q的可行性,得到了理论的证明.     

电阻加载的螺旋形谐振器在微带均衡器中的应用

本文给出了一种薄膜电阻加载的矩形螺旋形谐振器,并利用其设计了一种甚小尺寸的微带均衡器子结构电路,对薄膜电阻的加载位置也进行了研究.通过在螺旋形谐振器中引入电阻加载,使得该电路能够进行品质因数调节.分析表明这种电阻加载的螺旋形谐振器不仅能够进行中心频率调节、曲线衰减幅度调节,而且能够对谐振回路的品质因数进行调节,适合在微带均衡器中应用,为微带均衡器的设计提供了一种新的设计途径.     

Tunable MEMS LC resonator with large tuning range

A tunable resonator based on MEMS technology is reported. The resonator is a parallel LC type resonator, in which the capacitor is made up of two metal bridges and the inductor is made up of a shorted stub. The length of the shorted stub is changed by shunt DC contact switches and therefore inductance values of the resonator can be varied. As a result, the resonant frequency of the resonator can be shifted from 8 to 14 GHz with 75% tunable range. The whole size of the resonator is 6/spl times/0.9 mm/sup 2/.     

平行平面热稳定谐振腔

利用费涅耳标量衍射理论和光学模成象法则,讨论了具有内透镜的谐振腔;导出了等效谐振腔的基本结构.计算与分析表明,具有内透镜的平行平面腔可以等效为平球型谐振腔.当腔镜与透镜的配置满足本文所推导的公式时,该腔是热稳腔.讨论了这类谐振腔的选模特性和一些设计实例.     

Transient response of an open resonator in the time domain

In the present paper a time response of a quasi-optical open resonator when exciting it by a pulse signal with a radiofrequency filling has been investigated using an inverse Fourier transformation. The radiofrequency filling corresponds to millimeter wavelengths region. Fourier image of the time response of the resonator is calculated from a product of two frequency’s functions. One of these functions is the Fourier image of a pulse signal at the resonator input, and the second is a calculated or measured amplitude — phase characteristic of the resonator. When calculating the amplitude- phase characteristic of the resonator (a complex transfer coefficient) a plane — layered model of the resonator was used. Experimental investigation has been conducted in millimeter wavelengths with Fabry-Perot type open resonator. Amplitude- phase characteristic of the resonator were measured in “on passage“ regime in wide frequency band. It was shown that presence of weakly absorbing layer in the resonator leads to changing of the time response of the resonator. The obtained results can be used in the dielectric measurements, defectoscopy of stratiform materials, relaxometry, non-destructive control of materials and structures, etc.