铒离子掺杂回音壁光学微腔增益性质的研究

发布时间：2021-07-17 13:45

　　回音壁光学微腔具有良好的光学性质,有重要的基础研究和实际应用价值。通过在回音壁微腔中掺杂增益介质,可以进一步提高相应的性能,并应用于超低阈值微型激光器、超灵敏探测和高性能光学器件。本文的研究对象为铒离子掺杂回音壁光学微腔,采用溶胶—凝胶办法加工制备而成。掺铒回音壁微腔可以极大地增强光场与铒离子间相互作用,提高泵浦效率、降低激光阈值,同时在其中还可观察到动力学增益和增益竞争等新奇现象。本论文针对铒离子掺杂回音壁微腔中增益的基本性质,系统性地开展了以下工作:一、参与了回音壁微腔实验室的建设。采用溶胶—凝胶办法,并结合国内外相关技术制备出掺铒增益腔,品质因子在百万量级左右。详细分析了稳态情况下增益的基本性质,包括各能级粒子数布局、激光阈值和激光转换效率等。二、研究了掺铒增益腔中的增益竞争现象,并将其用于增益的精确调控。通过调节控制信号使得探测信号的透射谱实现洛伦兹谷、类法诺线型和洛伦兹峰之间的转变,而在此过程中泵浦光保持不变。利用耦合模理论并通过求解激光速率方程得到该过程中动力学增益的变化,分析指出两者间的增益竞争导致了相应透射谱的变化。该现象可用于增益的精确调控,由于该过程中泵浦光保持不变... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１三种不同的微腔：法布里珀罗微腔、光子晶体微腔和回？音壁模式光学微腔

复合微

基于微?

【参考文献】：
期刊论文
[1]回音壁模式光学微腔:基础与应用[J]. 邹长铃,董春华,崔金明,孙方稳,杨勇,吴晓伟,韩正甫,郭光灿.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(11)
[2]Nd玻璃微球中观察到谐振腔的量子电动力学效应[J]. 王育竹,黎永青,刘亚淑,吕宝龙,马仲堂.  中国激光. 1990(12)



本文编号：3288290