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微米尺度的圆柱形光学谐振腔,以其高品质因素(Q值)的回音廊模(Whispering gallery modes,WGMs),较小的模式体积和较低的激光阈值而倍受关注,对微腔的研究已成为现代激光和光电子学研究领域的一个新课题。WGMs共振条件的分析和确定在微腔激光器的研究和应用中有着重要作用。
本文主要工作如下:
1、介绍圆柱形微腔中回音廊模共振宽度的两种确定方法,即数值计算法和解析近似公式求解法。用两种方法对回音廊模的共振宽度进行了计算比较,结果表明:精确的数值计算结合简便的解析近似公式求解方法,为快速、精确地确定回音廊模式的共振宽度提供了一种方便和可靠的途径。
2、介绍圆柱形微腔中回音廊模共振位置的两种确定方法,即数值计算法和解析近似公式求解法。用两种方法对回音廊模的共振宽度和位置进行了计算比较,结果表明:精确的数值计算结合简便的解析近似公式求解方法,为快速、精确地确定回音廊模式的共振位置提供了一种方便和可靠的途径。
3、用确定圆柱形微腔中回音廊模式位置和间距的近似解析公式,对消逝波激励及增益耦合的圆柱形微腔激光光谱做了模式的精确标定。在用解析公式对实验光谱数值作拟合的计算中,除了回音廊模的径向模式数和角模式数外,无需其它拟合参数。如上方法可应用于圆柱形微腔直径和折射率的精密测量。