光波导数值模拟与半导体激光光束性质研究

来源 :中国科学院半导体研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong556
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该文给出了一个能够求解具有增益/损耗分布的复折射率半矢量有限差分二维光波导数值模型,详细描述了该模型的推导和数值计算过程,通过该二维模型,讨论了几种常见条形激光器波导的形状参数对激光器模式增益的影响,详细讨论了AlGaInP/GaInP/GaAs损耗导引掩埋脊形波导65nm激光器的模式增益与条宽和剩余覆盖层厚度的关系.利用该二维模型将一维波导DFB/DBR光栅耦合波理论拓展到二维波导,计算了二维波导结构参数和光栅形状对DFB/DBR光栅耦合系数的影响,重点计算了侧耦合DFB激光器的光栅耦合系数与光栅和波导参数的关系.详细给出了一种新型大光腔980nm单横模脊形波导激光器的设计和实验结果,在光束垂直发散角和端面光功率密度得以降低的同时保持了足够的斜率效率.利用矢量二阶矩理论讨论了半导体激光器的光束特性,给出了矢量光束二阶矩理论的完整推导过程;通过快速Fourier变换方法和激光模式远场公式讨论了半导体激光器模式的近场和远场性质以及它们和波导结构的关系;着重计算了常见激光器的M<2>因子与波导结构的关系,并且讨论了M<2><1情况出现的原因和M<,2>因子的物理意义在非傍轴条件下的有效性问题;最后研究了二阶矩意义下的半导体激光器像散与激光器波导结构之间的关系.
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