椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器的研究的任务书.docx

椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器的研究的任务书
一、前言
随着人类社会的发展，光子学成为了物理学、电子学、材料学等多个领域中备受关注的研究领域。其中，椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器是一种重要的光电器件，可以应用于激光通信、光纤通讯、医疗器材等领域。为了研究这一领域的激光器，我们制定了任务书，以搭建一套稳定的光子晶体垂直腔面发射激光器的实验并开展进一步的研究。
二、研究背景
椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器是一种基于光子晶体结构的新型激光器。光子晶体是一种由等间距的介质球或柱构成的周期性结构，它可以实现在特定波段范围内的光子禁带效应。通过在光子晶体内加入椭圆形孔洞，可以控制晶格常数的改变，从而实现波长调谐，进一步提高了光子晶体在激光器方面的应用价值。椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器主要由光子晶体反射镜与有源层构成，具有小体积、低功耗、高发射效率等优点。
三、研究目的
本次研究的目的是搭建一套椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器的实验平台，并开展以下两个方面的研究：
（1）研究光子晶体结构对激光器性能的影响。通过改变椭圆孔光子晶体的孔径、孔距等参数，探究光子晶体结构对发射光的波长、发射强度等性能的影响。
（2）研究激光器性能与激光电流之间的关系。通过改变激光器的激光电流，研究激光发射强度、波长、阈值电流与激光器电流之间的关系。
四、研究方法
本次研究主要采用以下两种方法：
（1）搭建实验平台：使用光学元件和电子元件，搭建出椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器的实验平台。其中，光学元件包括谐振腔、光伏面阵列、粘着剂、反射镜、光滤波器；电子元件包括电压源、伏安表、发光二极管。实验平台的搭建需要遵循严格的实验流程，并严格按照实验流程开展实验工作。
（2）实验研究：使用实验平台，对光子晶体结构的孔径、孔距等参数和激光器的激光电流进行不同组合的设置，开展针对椭圆孔光子晶体垂直腔面发射激光器的波长、发射强度、阈值电流等性能的实验研究。
五、研究计划
我们的研究计划如下：
第一阶段：搭建实验平台
1.确定实验平台的设计方案，制作所需的实验器材。
2.安装并调试所需的仪器和设备，使其达到稳定工作状态。
第二阶段：确定光子晶体结构对激光器性能的影响
1.采用激光电流为定值，依次改变椭圆孔光子晶体的孔径、孔距等参数，记录激光器在不同光子晶体结构参数下的发射光波长、发射强度等性能参数。
2.通过对不同参数下激光器性能的数据分析，得出影响激光器性能的关键结构参数及其变化规律。
第三阶段：确定激光器性能与激光电流之间的关系
1.固定光子晶体结构，采用不同的激光电流，记录不同电流下激光器的发射强度、波长、阈值电流等性能参数。
2.通过对不同激光电流下激光器性能的数据分析，确定激光器发射强度、波长、阈值电流与激光电流的关系。
第四阶段：研究结果分析与总结
1.对实验结果进行分析，解释光子晶体结构和激光电流对激光器性能的影响原因，展示结论和分析过程。
2.用结论总结整个研究过程的结果，分析该技术的优劣以及未来潜在的应用方向。
六、研究意义
本次研究有以下几个意义：
（1）为深入了解光子晶体垂直腔面发射激光器原理提供理论依据。
（2）可以探究不同光子晶体结构对发射波长、强度等性能参数的影响，为激光器结构设计的优化提供相关建议。
（3）通过研究不同激光电流对激光器性能参数的影响，为光学通信等领域提供性能更优的激光器器件。
（4）增加广大科研工作者对光子晶体垂直腔面发射激光器的了解和认识，推动该技术的进一步发展与应用。