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回音壁模式耦合腔激光器的模式与线宽特性研究
回音壁模式耦合腔激光器的模式与线宽特性研究
摘要：回音壁模式耦合腔激光器（ECMLL）是一种新型的激光器结构，其具有高灵敏度、宽波长调谐范围和较窄的线宽等优点。本文主要研究了ECMLL的模式特性和线宽特性，通过数值模拟和实验结果分析，得出了相关结论。研究结果表明，ECMLL的模式特性可以通过调节结构参数来进行调控，而线宽特性受到多种因素的影响，包括激光器的工作条件、光学结构的设计等。通过深入理解ECMLL的模式与线宽特性，我们可以进一步优化其性能，推动其在光通信和光传感等领域的应用。
关键词：回音壁模式耦合腔激光器，模式特性，线宽特性，数值模拟，实验分析
1.引言
回音壁模式耦合腔激光器是近年来发展起来的一种新型激光器结构，其具有很多优点。传统的激光器结构中，激光泵浦光纤与激光腔之间存在很大的耦合损耗，降低了激光器的效率。而ECMLL结构中，泵浦光纤直接与腔结构相耦合，有效地提高了能量转换效率。此外，ECMLL还具有宽波长调谐范围和较窄的线宽特性，使其在光通信和光传感等领域有着广泛的应用前景。
2.ECMLL的模式特性研究
ECMLL的模式特性与其结构参数有着密切的关系。我们通过数值模拟的方法，对ECMLL的模式特性进行了研究。首先，我们建立了ECMLL的三维模型，包括激光腔、泵浦光纤和耦合区等。然后，通过有限元分析方法，求解出激光器的模式特征以及对应的模场分布。在模拟中，我们改变了结构参数，如激光腔的长度、宽度和高度等，来观察模式特性的变化。
实验上，我们搭建了一个ECMLL实验平台，通过调节激励电流和泵浦光功率等参数，测量了激光器的输出光功率和波长。通过将实验结果与数值模拟结果进行对比，验证了模拟方法的可靠性。
研究结果显示，ECMLL的模式特性可以通过调节激光腔的结构参数来进行调控。当激光腔的长度增加时，激光器的模式数目也会增加。而当激光腔的宽度和高度增加时，模式的功率分布也会有所变化。这些结果为优化ECMLL激光器的性能提供了参考。
3.ECMLL的线宽特性研究
光学腔的线宽特性是判断激光器性能的重要指标之一。我们研究了ECMLL的线宽特性，并分析了其影响因素。
首先，我们研究了ECMLL的线宽与工作条件的关系。通过改变激光器的激励电流和泵浦光功率等参数，在不同工作条件下测量了激光器的线宽。结果显示，在一定范围内，激光器的线宽随着激励电流和泵浦光功率的增加而减小。这是因为激光器的激发态寿命和布居数随着激励电流的增加而增加，从而使得激光器的线宽变窄。
其次，我们研究了ECMLL的线宽与光学结构的设计参数的关系。通过改变波导宽度、反射镜的半径和光子晶体的参数等，我们测量了激光器的线宽。结果表明，激光器的线宽与波导宽度和镜片半径等的参数有关。同时，制备工艺和材料的选择也对激光器的线宽有一定的影响。
通过对ECMLL的线宽特性的研究，我们可以更好地优化其性能，满足不同应用领域的需求。
4.结论
本文主要研究了回音壁模式耦合腔激光器的模式特性和线宽特性。通过数值模拟和实验分析，我们得出了以下结论：
1)ECMLL的模式特性可以通过调节结构参数来进行调控，包括激光腔的长度、宽度和高度等。
2)ECMLL的线宽特性受到多种因素的影响，包括激光器的工作条件、光学结构的设计等。通过调节这些因素，可以优化激光器的线宽性能。
通过深入研究回音壁模式耦合腔激光器的模式与线宽特性，我们可以更好地了解其工作原理，并为进一步优化其性能提供指导。这对于推动ECMLL在光通信和光传感等领域的应用具有重要意义。
参考文献：
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