基于微周期結(jié)構(gòu)的窄線寬染料激光技術(shù)研究.pdf

1、分布式反饋（Distributed Feedback，DFB）染料激光器作為一種新型的染料激光器，利用具有周期性折射率分布的分布式反饋結(jié)構(gòu)同時(shí)作為激光器增益介質(zhì)與諧振腔，具有結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)諧方法簡(jiǎn)單，調(diào)諧方式多樣以及可輸出窄脈寬激光等優(yōu)點(diǎn)。本文基于分布式反饋結(jié)構(gòu)的機(jī)理，利用時(shí)域有限差分（finite difference time domain，F(xiàn)DTD）法對(duì)分布式反饋結(jié)構(gòu)的輸出特性進(jìn)行數(shù)值模擬，并實(shí)際制備摻染料分布式反饋微周期結(jié)構(gòu)。

2、r>　　本文通過(guò)求解耦合波模型對(duì)分布式反饋結(jié)構(gòu)的機(jī)理進(jìn)行討論，得到分布式反饋結(jié)構(gòu)的激光閾值與振蕩頻率。為了對(duì)分布式反饋結(jié)構(gòu)的輸出特性進(jìn)行數(shù)值模擬，引入一維至三維時(shí)域有限差分理論模型，并考慮完全匹配層邊界條件。選擇OptiFDTD軟件設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)姆植际椒答伣Y(jié)構(gòu)，之后對(duì)分布式反饋結(jié)構(gòu)的輸出特性進(jìn)行模擬。
　　在數(shù)值模擬部分，本文首先對(duì)短調(diào)制周期情況下輸出激光的可調(diào)諧與窄線寬特性進(jìn)行模擬，并給出輸出激光波長(zhǎng)隨介質(zhì)有效折射率變化關(guān)系，同時(shí)考

3、慮介質(zhì)中不含液晶的情況作為對(duì)比。之后將調(diào)制周期擴(kuò)大，對(duì)長(zhǎng)調(diào)制周期情況下輸出激光特性進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果表明在長(zhǎng)調(diào)制周期下輸出激光仍然滿足窄線寬及可調(diào)諧特性，但可調(diào)諧范圍減小。最后對(duì)周期結(jié)構(gòu)中存在突變的情況，改變周期結(jié)構(gòu)的邊界條件與深度情況進(jìn)行數(shù)值模擬，證明這些情況對(duì)微結(jié)構(gòu)的輸出特性存在微小影響。
　　在實(shí)驗(yàn)部分，本文首先對(duì)形成分布式反饋結(jié)構(gòu)的摻染料全息聚合物分散液晶（holographic polymer-dispersed liq

4、uid crystals，HPDLC）基質(zhì)進(jìn)行制備，選擇DCM以及PM567染料摻入以PDDA與DPHPA按等比例混合作為預(yù)聚物單體的HPDLC基質(zhì)中，經(jīng)12小時(shí)攪拌得到摻染料基質(zhì)。之后根據(jù)HPDLC基質(zhì)的光致聚合效應(yīng)制備染料/聚合物與液晶周期性分布的微周期分布式反饋結(jié)構(gòu)，所制備微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)周期為10μm。對(duì)實(shí)際制備的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察與定標(biāo)，并對(duì)其熒光光譜，吸收光譜與ASE光譜進(jìn)行測(cè)量，得到所制備結(jié)構(gòu)具有寬熒光光譜以及對(duì)泵浦光具有較強(qiáng)吸收