外腔耦合方式下的激光二极管列阵锁相特性研究

摘要

前人曾对外腔耦合方式下LDA的锁相特性做过相当多的实验工作,但是专门针对外腔锁相的理论分析还比较少见,影响外腔锁相系统工作特性的相关参数仍需深入讨论.该文着眼于外腔锁相的结构特点,尝试建立了一套自洽的外腔耦合理论,并对显著影响LDA锁相运行的因素进行了研究.外腔耦合条件下,由于LDA输出端面(前端面)反射率的存在,激光器相当于运行在由发光单元前后端面和外腔镜构成的复合腔内.前端面反射率的变化会直接影响到LDA锁相运行时的工作状态.在前人的分析中,前端面反射率R<,f>往往被当作微扰而被有意无意地忽略掉了.但是在R<,f>的作用被确切了解之前,舍掉R<,f>的作法有失妥当.因此我们在建立模型时特别考虑了R<,f>的影响.外腔镜的作用在于使发光单元间的光场得到不同程度的耦合.一般而言,某个发光单元的出射光场经平行于LDA端面放置的平面镜反馈后,只有耦合入自身和相邻单元的光场才是最强的.因此在得到普适的LDA外腔锁相耦合矩阵后,我们又针对相邻耦合的情况对耦合矩阵作了进一步的近似简化处理,并解析求解了这种情况下耦合矩阵的本征值问题,得到了LDA锁相运行时的近场振幅和远场光强分布.然后利用列阵单元间的耦合系数和耦合矩阵本征值问题求得了LDA的阈值增益条件.并详细讨论了激光器前端反射系数r<,f>和双程外腔长度L对LDA外腔锁相运行稳定性的影响.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1半导体激光器发展的历史回顾

1.2锁相二极管激光列阵

1.3本文研究的目的和意义

1.4本文的主要工作

参考文献

第二章高功率激光二极管列阵

2.1高功率半导体激光器

2.1.1高功率半导体激光器的基本结构

2.1.2单管半导体激光器的光场特性

2.2半导体激光二极管列阵

2.3外腔锁相二极管列阵

2.4小结

参考文献

第三章外腔锁相二极管列阵的理论分析

3.1引言

3.2耦合矩阵

3.3相邻耦合矩阵的本征值

3.4 LDA输出的近场及远场分布

3.5小结

参考文献

第四章外腔锁相二极管激光列阵的阈值分析

4.1引言

4.2耦合系数

4.3阈值条件

4.5阈值增益的特点

4.5.1前端无剩余反射

4.5.2前端有剩余反射

4.6腔长的选择

4.7小结

参考文献

第五章总结

致谢

附录：攻读硕士期间发表和合作发表的论文

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