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消逝波激励及增益耦合的圆柱形微腔WGM激光特性研究的中期报告
中期报告:
一、研究背景:
微型激光器是微光学、微电子学等领域的重要组成部分,具有重要的应用价值。目前,圆柱形微腔体系是研究微型激光器的最典型结构之一,它通过细致的设计和制造,可以实现高品质因子和强耦合增益,在光通信、光计算、微纳光子学等领域有广泛应用。
圆柱形微腔体系中,Whispering Gallery Mode(WGM)激光由于它的小体积、高品质因子和与周围环境的高敏感性,是目前微腔激光器中的研究热点之一。近年来,通过增益材料将WGM激光和半导体激光器相结合,制备出高性能的微型激光器,成为研究微型激光器的新方向之一。
二、研究内容及进展:
本研究通过消逝波激励和增益耦合的方式,研究圆柱形微腔体系中WGM激光的特性。具体工作如下:
1. 设计制备高品质因子的圆柱形微腔。
本文采用的微腔体系为圆柱形微腔,直径为20μm,由氧化硅材料制备。在微腔制备的过程中,采用了多次光刻和湿刻工艺,得到了高品质因子的微腔结构。
2. 利用消逝波激励产生WGM激光。
在微腔结构制备完成后,采用自制的消逝波探针对微腔结构进行表征。通过调整消逝波探针的位置,可以在微腔中产生WGM激光,并对其进行研究。
3. 增益介质的引入和特性研究。
在微腔中加入增益介质,如有机染料,利用增益介质对WGM激光进行耦合,研究WGM激光在增益介质中的特性。此外,还对增益介质的浓度和温度等因素进行了研究,探讨增益介质对WGM激光特性的影响。
三、研究成果:
通过消逝波激励和增益耦合的方式,成功地实现了圆柱形微腔体系中WGM激光的产生和研究。在不同的增益介质浓度和温度条件下,研究了WGM激光的特性,获得了以下成果:
1. 实现了在圆柱形微腔体系中的WGM激光产生和特性研究。
2. 探讨了增益介质对WGM激光特性的影响。
3. 研究了不同温度条件下WGM激光的特性。
四、研究展望:
目前,研究工作正在进行中。未来,我们将继续深入研究圆柱形微腔体系中WGM激光的特性,进一步探讨不同增益介质对WGM激光的耦合方式,以及优化耦合效率和提高激光器性能。同时,还将探索新的微型激光器设计和制备方法,为微光学、微电子学等领域提供更高性能的微型激光器。
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