被动调Q腔内单共振光参变振荡器和Cr4+:YAG激光器

分析了以Cr4+:YAG作为饱和吸收体和激光增益介质的被动Q开关Cr4+:YAG激光器腔内抽运的Cr4+:YAG激光器和单共振光学参变振荡器(SRO)的特性.建立了描述这类激光器和单共振光学参变振荡器的动力学特性的速率方程.结果表明,适当条件下作为激光增益介质的Cr4+:YAG同时具有对二阶非线性作用过程产生的处于Cr4+:YAG激光增益谱范围内的SRO信号波的放大作用.分析中考虑了Cr4+:YAG较高激发态和激光上能级之间的弛豫时间约为100ns的中间能级对Cr4+:YAG饱和吸收体和激光器以及ICSRO的影响.     

半导体纳米颗粒电子的超快弛豫过程

为了研究在飞秒激光作用下半导体纳米颗粒的超快动力学过程,建立了一个带表面态的三能级结构的载流子弛豫简化模型,得出各能级的电子速率方程.利用数值模拟方法模拟出各能级电子密度和差分吸收率随时间的变化情况,得知由于吸收截面的变化,差分吸收谱会有一个超快的变化过程.并将模拟结果与FanxinWu等人的实验结果相比较,其曲线特征基本一致.说明该模型有一定的合理性.     

量子点激光器瞬态响应及调制特性分析

基于二能级系统建立量子点激光器的载流子-光子速率方程模型,分析量子点激光器的瞬态响应和调制特性,获得其动态特性.同时分析了注入电流对量子点激光器输出光子密度的影响,随着注入电流的增大,激光器光电延迟时间缩短,弛豫过程缩短,弛豫振荡频率增大,且输出光子峰值和稳态功率增加,适当增加注入电流可拓宽量子点激光器调制带宽.通过小信号调制分析,发现量子点激光器上限调制频率比普通激光器高一个数量级,证明了其具有良好的高频调制特性.     

量子点半导体光放大器的速率方程和增益特性

为了深入研究量子点半导体光放大器(QD-SOA)的特性,建立了量子点半导体光放大器子带导带的三能级系统模型.把系统载流子的速率方程与其他文献采用的速率方程进行了对比优化.通过数值计算得到了瞬态解,并得到载流子在放大器各能级态的浓度分布,验证了量子点中能级分立特性.利用电子和空穴各自的占有几率在基态成一定的线性关系,在稳态下对速率方程求解,得出了量子点半导体光放大器相关的增益特性,以及增益特性与基态电子的占有几率之间的关系.结果表明量子点半导体光放大器具有很高的饱和增益和微分增益,较低的阈值电流等特性.说明量子点半导体光放大器具有比其他体材料和量子阱光放大器更加优异的特性.为光放大器的设计提供了有力的理论指导.     

飞秒激光直写铒镱玻璃波导激光器的优化设计

为了对双向抽运的飞秒激光直写铒镱共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行数值模拟,采用铒镱共掺系统的速率方程及传输方程,对波导尺寸、激光器后腔镜反射率、掺杂铒镱离子浓度比等参量进行了优化。得到当波导长度为10mm、后腔镜反射率为0.6、掺杂铒镱离子浓度比为3.6,975nm波长400mW抽运时,有1535nm波长57mW的激光输出。结果表明,计算结果和国外相关报道的实验结果相近,能够为飞秒激光加工有源玻璃波导及其激光器设计提供一定的理论依据。     

放大自发辐射对全固态激光器调Q性能的影响

为定量分析放大自发辐射(ASE)对调Q激光器性能的影响,在调Q激光速率方程中引入放大自发辐射项,并在合理的近似下求解,给出了激光二极管(LD)端面抽运电光调Q运转的固体激光器反转粒子数的建立过程,分析了放大自发辐射对激光上能级储能效率的影响及考虑放大自发辐射时调Q激光器输出脉冲宽度和脉冲能量随抽运功率的变化关系。结果表明,由于放大自发辐射的存在,上能级储能效率降低,且在一定的抽运功率下,调Q输出脉冲宽度变宽,脉冲能量下降。用LGS(La3Ga5SiO14)晶体作电光调Q元件,在激光二极管抽运的Nd∶YVO4激光器上进行了实验,实验结果与理论分析结果基本吻合。     

掺Eu3+聚合物光纤的团簇现象

用热聚合法制备了掺Eu(DBM)3Phen螯合物的聚合物光纤,建立了团簇化铕离子相互作用模型,以此为基础研究该掺杂聚合物光纤的团簇现象。利用速率方程理论,结合光纤的抽运光透射率实验,得到所研究光纤中团簇化铕离子浓度。掺铕质量分数为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,1%的聚合物光纤中团簇化铕离子的浓度分别为0.045,0.07,0.07,0.07,0.07,0.08。因此,该掺杂聚合物光纤的团簇化铕离子浓度较低且基本不随掺杂浓度的增加而增加,铕离子之间的团簇化现象不明显。     

激光器速率方程参数的实验提取及动态特性实验

通过实验测量和拟合的方法得到10Gb/s半导体激光器内部参数,用于解激光器单模速率方程.由此分析激光器增益开关输出脉冲的波形和啁啾特性,并通过不同光纤传输实验,证明计算与实验结果吻合.     

一维光子晶体带边激光器的阈值特性分析

采用麦克斯韦方程和速率方程相结合的模型和时域有限差分法,利用引入的有效增益分布因子概念研究了光子晶体中本征模的阈值特性。增益介质的大小以及在光子晶体中的位置直接影响光子晶体带边激光器的输出特性;有效增益分布因子描述了光子晶体中增益介质的空间分布特性。结果显示,带边本征模的激射阈值依赖于有效增益分布因子。不同的本征模具有不同的有效增益分布因子,那些有效增益分布因子较大的模式具有较低的阈值。通过调整增益介质的位置和长度,可以提高有效增益分布因子的值,从而降低激光器的阈值,这对于实现激光器的低阈值运行有指导作用。     

双光腔耦合下机械振子的基态冷却

机械振子的基态冷却是腔量子光力学中的基本问题之一.所谓的基态冷却就是让机械振子的稳态声子数小于1.本文通过光压涨落谱和稳态声子数研究双光腔光力系统(标准单光腔光力系统中引入第二个光腔,并与第一个光腔直接耦合)的基态冷却.首先得到系统的有效哈密顿量,然后给出朗之万方程和速率方程,最后分别给出空腔和原子腔的光压涨落谱、冷却率和稳态声子数.通过光压涨落谱、冷却率和稳态声子数表达式,重点讨论空腔时机械振子的基态冷却,发现当满足最佳参数条件(机械振子的冷却跃迁速率对应光压涨落谱的最大值,而加热跃迁速率对应光压涨落谱的最小值)时,机械振子可以被冷却到稳态声子数足够少.此外分析:当辅助腔内注入原子系综时,若参数选择恰当可能更利于基态冷却.