光注入和光电反馈联合作用下垂直腔表面 发射激光器的动力学特性研究

基于自旋反转模型, 研究了垂直腔表面发射激光器(VCSEL) 在光注入和光电反馈共同作用下的动力学特性. 研究结果表明: 一个受到主VCSEL光注入的副VCSEL, 在同时存在光电正反馈时, 其输出的两个线偏振模式(X和Y偏振模) 可呈现周期、 倍周期、 多周期、 混沌等丰富的动力学状态, 且两偏振模动力学态的演化路径存在差异. 各动力学状态在由反馈强度f与注入强度η 所构成的参数空间的分布区域随着主、 副VCSEL 的频率失谐Δν(Δν=ν_m-ν_s, ν_m, ν_s 分别为主、 副VCSEL自由运行时的振荡频率) 的变化而发生改变. 当Δν为正失谐时, 呈现混沌的区域相比零失谐和负失谐时有明显的扩展, 即副VCSEL能在更大的参数范围内实现混沌输出. 对于特定的频率失谐, 分析了光电正反馈强度f和光注入强度η对混沌输出带宽的影响. 通过合理选择反馈强度以及注入强度, 可使副VCSEL混沌输出带宽显著增加.     

解析计算半导体激光器列阵的热沉温升

 通过解热传导方程得到了半导体激光器列阵的热沉温升分布的解析表达式，并利用该解析式得到了热沉的温升分布图。分析了对流换热传热系数对上下表面温升的影响，当对流换热传热系数增大到某个值后，上下表面的温差变化很小，而温升随该系数的增大而降低，所得的结果与用有限元法算得的并经过实验验证的结果基本上是一致的。     

等效腔法研究低损介质镜的反射特性

利用多光束干涉原理的等效腔模型对四分之一波长多层介质镜进行了研究。证明在反射镜中心频率ωo附近，形为ρ(ω)exp[iψ(ω)]的反射系数中的ρ(ω)等于ρ(ω)，ψ(ω)与频率成正比。求得了在介质具有微弱吸收情况下，吸收引起的四分之一波长镜反射下降和反射时延的表达式，研究了反射率下降以及反射时延与膜层数目的奇偶性的关系。在此基础上还引入了一个具有一定普适性的权重因子，通过这个权重因子可以定量描述镜子中各层对多层介质镜反射率下降、反射时延等重要特性的影响。     

光波经多层介质膜反射的时延表达式

 利用基于多光束干涉原理的等效腔模型导出了多层介质膜的反射系数的递推式，在此基础上证明了在中心频率附近，复反射系数可表示为中心频率处的反射系数与相位因子的积，进而导出了相位角的函数和反射时延的表达式。