可调谐的氧化硅回音壁模式光学微腔应用研究

发布时间：2024-03-11 03:28

　　回音壁模式光学微腔因其超高品质因子、小模式体积等特点在光学领域得到越来越多的研究。它的品质因子超越了传统光学谐振腔数个量级,极大的增强了光与物质的相互作用,为光子学器件研究提供了一个理想的平台。而在它的诸多应用中,可调谐性则是一项重要的功能。本文围绕氧化硅微瓶腔和微球腔,介绍了回音壁模式微腔的基本理论、耦合特性及制备方法,研究了其在可调谐窄线宽光纤激光器和可调谐偏振分束器中的应用。主要内容如下:(1)介绍了回音壁模式光学微腔特别是可调谐微腔的研究背景。对氧化硅微球腔和微瓶腔的光场分布进行了计算分析,并引入了回音壁模式微腔的耦合理论和背向散射。(2)提出了基于微瓶腔的全光可调的窄线宽光纤激光器。给出了可调谐微瓶腔的制备和测试方法,利用背向散射和氧化铁颗粒抑制其高阶模式,并将其应用于光纤激光器环路中,实现了2.7 nm的调谐范围和500 Hz的超窄线宽激光。(3)利用微球腔上传下载结构,提出了基于氧化铁纳米颗粒嵌入微球的全光可调偏振分束器。在对微球腔的偏振相关特性进行理论分析的基础上,得到了分离的正交偏振光,其隔离度超过20 dB,且调谐范围达5.5 nm。

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 回音壁模式微腔及其应用
    1.2 氧化硅回音壁模式微腔调谐方案
    1.3 本论文主要内容及研究意义
2 回音壁模式微腔理论基础
    2.1 微腔理论模型
    2.2 微腔参数分析
    2.3 微腔耦合理论
    2.4 本章小结
3 基于氧化硅微瓶腔的可调谐窄线宽光纤激光器
    3.1 可调谐微瓶腔的制备
    3.2 可调谐微瓶腔的性能测试
    3.3 可调谐窄线宽光纤激光器
    3.4 激光线宽测试
    3.5 本章小结
4 基于氧化硅微球腔的可调谐偏振分束器
    4.1 可调谐偏振分束器基本原理
    4.2 氧化铁纳米颗粒嵌入的微球腔制备
    4.3 器件性能测试
    4.4 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录
附录2 论文中缩略词含义



本文编号：3925755