全息体光栅外腔半导体激光器研究

摘要

拉曼光谱技术在近些年取得了飞速发展,作为一种无损,非接触式分析方法,其应用范围遍及材料科学、化学、物理学、生物学、医学和环境科学等众多科学领域,同时分析时间短,因此该技术也可应用在实时观测方面。尽管拉曼光谱有如此多的优势,但它依然无法得到广泛应用,主要由于高功率、波长稳定、窄带宽的激光光源及高灵敏度探测器的价格昂贵。本论文研究785nm波长近红外半导体激光器,在拉曼光谱测量中,荧光干扰少,体积小、稳定性好、因此被认为是目前最适合应用在便携式拉曼光谱仪上的激发源。 本论文的主要贡献在于： 1、提出了一种全新的半导体激光器外腔调制的方法,即利用体光栅作为半导体激光器外腔反馈元件,使激光器的输出波长稳定在布拉格波长上。 2、实验测量了不同外腔条件下全息体光栅半导体激光器的光谱图,并通过比较和分析,获得了满足拉曼光谱仪的高功率、波长稳定、窄带宽的激光光源,谱线的半高宽达到0.1nm,同时成本大幅度降低,为开发高分辨率的拉曼光谱仪提供了条件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节引言

第二节主要研究内容

参考文献

第二章半导体激光器的基本原理

第一节引言

第二节激光产生的原理及其性质

2.2.1爱因斯坦辐射理论

2.2.2光学谐振腔的作用

2.2.3激光的基本性质

2.2.4激光的纵模间隔和单模线宽

2.2.5由激活介质辐射决定的线宽

第三节半导体激光器的发光机制

2.3.1半导体激光器的基本结构

2.3.2半导体激光器的基本工作原理

2.3.3半导体激光器的光增益

2.3.4半导体激光器的主要性能

第四节小结

参考文献

第三章光折变效应及全息体光栅的原理

第一节引言

第二节光折变效应

3.2.1概述

3.2.2光折变效应的物理机制

3.2.3光折变效应的主要特征

3.2.4光折变材料

第三节全息体光栅

3.3.1简介

3.3.2全息体光栅原理

3.3.3全息体光栅的形成

第四节小结

参考文献

第四章体光栅实现半导体激光器输出波长稳定

第一节 引言

第二节器件结构和实验装置

第三节全息体光栅半导体激光器的光谱实验和分析

4.3.1准直性能的影响

4.3.2入射到体光栅的角度发生改变时的光谱特性

4.3.3体光栅作为半导体激光器的外腔反馈时的光谱特性

第四节小结

参考文献

第五章总结和展望

致谢

个人简历及攻读硕士期间发表论文情况