新型可調諧窄線寬分布反饋染料激光器的研究.pdf

1、分布反饋（Distributed Feedback, DFB）染料激光器具有無腔鏡、閾值低、輸出線寬窄、調諧方便等許多優(yōu)點，在光學器件、集成光路、光通信等許多領域有廣闊的應用前景。傳統(tǒng)DFB染料激光器通常是通過改變相干光泵浦夾角實現(xiàn)輸出波長調諧，調諧手段比較單一。本文基于向列相液晶分子對電場敏感的物化特性，將液晶和染料共摻于特制的液晶盒和設計的溝槽中，通過在液晶盒和溝槽上加電壓實現(xiàn)輸出激光的方便調諧。
　　本文首先借助耦合波理論推

2、導了折射率或增益周期性分布介質中的耦合波方程，基于該方程得到了DFB激光器的振蕩條件和振蕩頻率、模式譜以及透射和反射功率增益，推導發(fā)現(xiàn)DFB激光器的諧振由介質內部周期性微擾提供，并且DFB激光器具有嚴格的波長選擇特性、很低的閾值以及很窄的輸出線寬。研究了增益DFB染料激光器的輸出特性。利用Nd:YAG（532nm、10ns、1Hz）激光器分別相干泵浦PM567、PM597摻液晶P0616A的液晶盒，獲得了可調諧窄線寬激光輸出，當相干光半

3、夾角分別從46o~50o和45.5o~47.5o變化時，獲得的調諧范圍為550nm~587nm和565nm~590nm，激光閾值分別為33.5μJ、36.7μJ，輸出線寬均小于0.1nm。當固定相干光半夾角為50o，在摻有PM567的液晶盒上加3.4V~4.2V、10kHz的方波電壓時，實現(xiàn)了553nm~563nm（約10nm）的調諧輸出。另外當兩束光偏振方向之間的夾角Φ逐漸增大時，激光能量輸出逐漸減弱，當Φ約為90o（實驗中為86o）

4、時，激光淬滅，此時當泵浦能量增加到原來的1.6倍時，激光重新出現(xiàn)。設計了填充液晶的一維折射率DFB激光器，基于實驗室常用染料的熒光譜范圍，確定了溝槽結構的尺寸：槽距為920nm、槽寬為460nm、槽深約為1μm。利用FDTD方法模擬了電磁波在所設計溝槽中的傳播過程，模擬發(fā)現(xiàn)：液晶和溝槽材料的折射率差值越大，禁帶越寬越深，當二者的差值減小時，禁帶中心對應的波長發(fā)生藍移；同時當溝槽的周期越多時，禁帶越深，邊沿越陡峭，則禁帶邊沿處對應的激光線