布里渊球形激光器的光学特性研究

发布时间：2023-10-30 18:19

　　回音壁模(Whispering Gallery Mode,WGM)微球腔是一种典型结构的光学谐振腔,与传统光学微腔相比,其不仅具有超高的模式品质因子Q(Quality factor)和与尺寸相关的小模式体积V(Volume),还拥有相对丰富的谐振模式。超高的品质因子意味着腔内光子寿命长,小模式体积意味着低功率泵浦下腔内光场能量密度高,而丰富的谐振模式极易满足非线性光学所需的光学谐振条件。因此,微球腔常用于超低阈值激光器、非线性光学、高灵敏度传感器等领域的研究。本文主要探索高Q石英微球腔在布里渊微激光器及其热传感方面的应用,尝试用激光二极管直接泵浦微球腔产生布里渊激光,以及用微球腔布里渊激光器实现光学热传感。主要研究工作如下:1.理论分析了谐振漂移对布里渊激光功率的影响结合耦合模理论及微腔中热动力学方程,我们推导了一阶布里渊激光输出功率和泵浦波长调谐量以及环境温度改变量之间的关系:(1)不考虑谐振模式跳变以及其他非线性效应时,布里渊输出功率改变量和泵浦波长调谐量近似成线性关系;(2)当环境温度升高时,布里渊输出功率线性下降,且升温速率越大,布里渊输出功率下降越快;(3)散热时,布里渊输出...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 回音壁模光学微腔简介
        1.2.1 回音壁微腔的分类
        1.2.2 球形微腔的研究进展及应用
    1.3 布里渊微激光器的发展
    1.4 本论文结构安排
第二章 球形微腔的布里渊激光器原理及其传感理论
    2.1 球形微腔光学谐振原理概述
        2.1.1 场分布与特征方程
        2.1.2 模式特性
    2.2 光纤导波理论
        2.2.1 本征方程
        2.2.2 光纤导波模特性
    2.3 光纤锥与微腔的耦合模理论
        2.3.1 单腔静态耦合理论
        2.3.2 单腔动态耦合理论-振铃现象
    2.4 球形微腔布里渊激射原理
    2.5 布里渊微激光器热传感原理
        2.5.1 内部热传感原理
        2.5.2 外部热传感原理
    2.6 本章小结
第三章 外腔自泵浦受激布里渊激光器
    3.1 球形微腔与锥形光纤的制备
        3.1.1 球形微腔的烧制
        3.1.2 锥形光纤的拉制
    3.2 微球反馈式光纤激光器
    3.3 外腔自泵浦多/模布里渊激光器
    3.4 本章小结
第四章 基于微球腔布里渊激光器的热传感研究
    4.1 耦合模块的封装
        4.1.1 封装对谐振模式的影响
        4.1.2 布里渊微激光器的稳定性
    4.2 布里渊微激光器的热传感特性
        4.2.1 泵浦耦合热传感
        4.2.2 环境温度调谐热传感
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本论文主要工作
    5.2 不足与展望
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3858954