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垂直腔面发射激光器的慢光特性研究的中期报告
Abstract
本中期报告介绍了对垂直腔面发射激光器（Vertical-CavitySurface-EmittingLaser，VCSEL）的慢光特性进行研究的进展情况。我们基于光子晶体结构设计了一个本征失谐的VCSEL，利用自脉冲方程、量子能级模型，以及成像方法对其进行了模拟。模拟结果表明该结构能够在波长为980nm附近实现显著的慢光效果，同时产生较大的自脉冲。我们还通过测量VCSEL的反射谱和相位响应曲线，验证了模拟结果的准确性。接下来，我们将继续改进模型以及优化结构，以实现更强的慢光效应和更少的自脉冲。
Introduction
随着光子晶体材料制备和VCSEL技术的发展，VCSEL在光通信、光电子学、光波导器件等领域的应用得到了广泛关注。其中，慢光技术因为其可以延长光信号与物质相互作用时间，从而增强光信号的调制深度、增加光电转换效率等优点，在光存储、光学时钟等领域也越来越受到关注。因此，研究VCSEL的慢光特性和优化VCSEL的慢光效果具有非常重要的实际意义。
Methods
本研究利用光子晶体结构和VCSEL器件相结合的方法，设计并模拟了一种本征失谐的VCSEL。该结构在VCSEL的活性区域上方引入了一个具有周期性折射率的光子晶体结构。利用自脉冲方程、量子能级模型，以及成像方法对其进行了模拟。我们主要关注了该结构的慢光效应和自脉冲特性，并进行了一系列的模拟实验。
Results
模拟结果表明，该结构能够在波长为980nm附近实现显著的慢光效果，并产生较大的自脉冲。我们还通过测量VCSEL的反射谱和相位响应曲线，验证了模拟结果的准确性。另外，我们还发现，该结构的慢光效应和自脉冲特性与器件尺寸、周期性折射率等参数密切相关。
Conclusion
本研究利用光子晶体结构设计并模拟了一种本征失谐的VCSEL，研究了其慢光效应和自脉冲特性。模拟结果显示，在波长为980nm附近，该结构能够实现显著的慢光效应，并产生较大的自脉冲。我们也验证了模拟结果的准确性。下一步，我们将继续改进模型以及优化结构，以实现更强的慢光效应和更少的自脉冲。