半导体激光器减反射膜的制备及其反射率的测量

用真空热蒸发技术,监测被镀器件的自发辐射,在GaAs半导体激光器端面上成功地制备了高效减反射膜。用Kaminow等人提出的间接方法测得其剩余反射率为5×10^(-4)。

啁啾光脉冲在自作用形成的时间波导中传播

将光脉冲在克尔介质中自作用产生的折射率变化作二阶近似，求解所得到的传播方程，得到啁啾高斯脉冲幅度，脉冲宽度和周啾参数随传播距离变化的严格解析解，讨论了基模高斯脉冲孤波传播的条件。

广义两段式半导体激光器的特性研究

利用由射线法导出的两段式半导体激光器（２ＳＬＤ）的端面输出谱的表达式，研究了两电极半导体激光器（２ＥＬＤ）和外腔式半导体激光器（ＥＣＬＤ）。结果表明：２ＥＬＤ的振荡波长并非始终都与腔的共振波长相同；在ＥＣＬＤ上实现准连续调谐的关键是使激光器能被调谐在二极管的反共振波长处振荡，因此，我们求得了ＥＣＬＤ实现反共振激射的阈值载流子数密度以及对界面反射率的要求的表达式。

图形分析法求半导体激光器端面减反膜的有效反射率

采用图解的方法，对镀制在半导体激光二极管（ＬＤ）端面的单层减反射膜的实际效果进行了分析。研究表明：在减反膜的反射率曲线的谱线宽度有限的情况之下，ＬＤ镀膜面上的有效反射率Ｒｅｆｆ一般均高于反射率曲线的最小值Ｒｍｉｎ；对ＬＤ来说，存在着一个最佳波长λｏｐｔ，当反射率曲线的最小值所处的波长λｆ与之相等时，Ｒｅｆ最接近Ｒｍｉｎ。

分析半导体激光器端面单层减反射膜的有效性

图解辅以计算研究了镀制减反射膜的半导体激光器镀膜面的有效反射。由于减反膜自身反射率曲线的波长依赖性和谱线宽度的有限性，故一般情况下镀膜面的实际反射率比减反膜自身的最低反射率高。针对这种情况，我们进一步讨论了如何通过选择最低反射率所处的波长来提高减反射膜的有效性。

外腔中激光二极管模式内的调谐

作为研究外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）双稳特性的第一步，我们研究了在激光二极管模式内可能实现外腔振荡的相对调谐范围，在此基础上，我们导出了归一化到激光二极管模式间距的相对调谐范围，讨论了外腔反射率的影响。

半导体激光器端面镀膜厚度的有效监控

行波式半导体激光放大器在未来光通讯系统中是极为重要的.研究表明,为实现行波放大,端面剩余反射率需低于1×10-3,这就需要在半导体激光器两端面（解理面）镀高效减反射膜,使其转变成激光放大器.而半导体激光器端面积仅1012m2量级,有源区的有效折射率又是一个不大容易确定的参数。

外腔锁相中二极管激光阵列发光单元间耦合系数分析

推导了外腔中二极管激光阵列各发光单元之间的耦合系数,结果表明:增加外腔长度有利于减小各阶耦合系数的差别和实现"并联耦合",但是外腔的作用效果下降;降低阵列前端面的反射系数,有利于实现外腔锁相;外腔锁相中并联耦合的单元数越多,激光二极管阵列前端面的反射系数的允许值越小。

光脉冲在激光放大介质中的非线性传播

在考虑了激光放大介质中基质的克尔非线性效应和群速度色散以及活性粒子的增益分布后,导出了光脉冲在激光放大介质中传播的基本方程。并在光脉冲中心频率与介质增益峰值频率时重合时,对皮秒超高斯光脉冲在钕玻璃激光放大介质中传播的脉冲形状进行了分析讨论。

介质的增益与损耗对高功率激光小尺度自聚焦的影响

由光束在非线性介质中传输所满足的近轴波方程 ,应用 Bespalov-Talanov( BT)理论 ,导出了光束在两种介质中传输时 ,小尺度不稳定增长所遵循的微分方程。通过对比分析介质的增益和损耗对高功率激光的小尺度自聚焦行为的不同影响 ,得出了截止频率、最快增长频率、纹波的积分指数增益等特性随各参量的变化 ,求得了最大和最小的纹波增长的距离 ,以及介质的增益和损耗特性对成丝距离的影响。

色散缓变光纤中五阶非线性调制不稳定性

在三五阶非线性共存时,研究了有损耗单模光纤中基于两光波交叉相位调制的不稳定条件和增益谱。在色散缓变光纤正色散区,分析了五阶非线性系数、色散纵向变化参量以及两扰动的频率大小关系对交叉相位调制不稳定增益谱的影响。结果表明,在五阶非线性下,色散的纵向渐减仍有利于展宽调制不稳定增益谱;正五阶非线性可使增益谱的谱宽和谱峰值增大,并使谱峰位置远离主波频率,负五阶非线性的作用则相反;两扰动频率大小关系不同,色散纵向参量的变化对增益谱的谱峰大小和位置的影响也不同,五阶非线性对交叉相位调制不稳定性的加强或抑制程度也不同。

调谐外腔半导体激光器输出双稳环的确定

在考察了外腔半导体激光器 (ECLD)的振荡频率ν与激光二极管 (LD)中载流子密度N(或增益 g)、介质的折射率n以及LD第m个模式的共振频率νm 间的关系之后 ,利用微扰法对LD的N ν曲线上被前人错判为不稳定的两个关键区段重新进行了分析 ,结果表明这两个区段是稳定区段 ,据此 ,可以确定在对ECLD进行调频的过程中其增益介质的N ν曲线上出现的双稳环。

交叉相位调制不稳定性的进一步分析

从耦合非线性薛定谔方程出发 ,分析了光纤中两光波因交叉相位调制 (XPM)所致的调制不稳定性 (MI)产生的条件及增益谱。结果表明 ,当一光波处于正常群速度色散 (GVD)区 ,另一光波处于反常群速度色散区时 ,与两光波参数有关的扰动增益谱应有 3种可能的形式 ;在一定条件下 ,在某一微扰频率范围内 。

势函数分析高斯光束在对数饱和非线性介质中的传播

导出了在对数饱和非线性介质中传播的强激光基模高斯光束宽度随传播距离变化的方程。此方程与势作用下粒子的运动方程形式一致，因此可用势作用下的粒子行为来描述高斯光束的呼吸模式。对势函数采用二阶近似后，求解此方程得到高斯型呼吸模式的光束宽度的近似解析式。分析了呼吸周期和呼吸深度与入射条件的关系，以及形成空间孤子的条件。

增大ECLD调谐输出曲线双稳环宽度的研究

利用导出的描述外腔半导体激光器 (ECLD)双稳特性的阈值载流子密度与振荡频率之间关系的基本方程 ,求得了跳变点处的载流子密度及频率的解析表达式 ,并由此分析了双稳环宽度随ECLD几个关键参量的大小而变化的情况。

解析式表示外腔半导体激光器的特征参量

用射线法研究了强反馈可调谐外腔式半导体激光器（ＥＣＬＤ）的阈值行为，导出了ＥＣＬＤ被调在不同波长振荡所需的阈值载流子数密度、外腔长度及阈值电流的解析表达式，也得到了不同电流下ＥＣＬＤ的调谐输出功率及载流子密度的表达式。此外，对于如何结合光谱与载流子速率方程以便得到自洽解也作了简单的介绍。

高斯光束在对数型非线性介质中的传输特性

根据对数型非线性介质中高斯光束的束宽和波阵面曲率变化所满足的耦合方程 ,采用数值计算对高斯光束的传输特性进行了详细的分析。结合相图分析了高斯光束在不同初始条件下束宽与波阵面的变化情况。利用力学类比 ,讨论了高斯光束在传输过程中形成的对称呼吸模式与不对称呼吸模式的空间孤子。

微加工获得的F-P半导体激光器的光谱特性分析

利用微加工法可以在F P半导体激光器中引入具有反射功能的缺欠点或面来改进激光器的光谱特性。作者导出了含有多个缺欠点的微加工获得的F P半导体激光器 (MMLD)的输出谱表达式 ,并对MMLD振荡模的边模被抑制的情况作了简要的说明。

飞秒脉冲的破坏阈值研究

在Stuart等人理论模型的基础上,综合考虑Ming等人对电子密度衰减机制的研究,对飞秒激光的破坏机制进行了分析。通过计算模拟,分析了多光子电离、雪崩电离、电子衰减等机制与被辐照介质中自由电子密度之间的关系。分析表明脉冲宽度越窄,多光子电离过程提供的自由电子比例越小,其对激光破坏的作用也越小,此时雪崩电离过程将提供绝大部分电子,起到主导的作用;而随着脉宽增大,多光子电离提供的自由电子比例也将增大,其作用逐渐增强。当考虑衰减机制的影响后,电子密度在脉冲后沿不是维持在一个稳定的值,而是在达到极大值后呈下降趋势。在研究电子密度的基础上,利用计算飞秒脉冲破坏阈值的模型,分析了不同的衰减因子对破坏阈值的影响,研究表明,考虑电子衰减机制模拟得到的破坏阈值比不考虑时有所提高。

半导体激光器速率方程组小信号近似的补充说明

在两种不同的微小调制 (增益调制和损耗调制 )情况下 ,讨论了用小信号近似于速率方程组的可行性。结果表明 ,小信号近似这一处理方法的有效性因引起系统变化的原因不同而不同 ,仅用初始扰动量的相对大小作为判断能否使用小信号近似的依据是不够的。具体地说 ,在损耗调制的情况下 ,系统变化前后的阈值载流子密度不同 ,此时小信号近似分析可能会失效 ,因而使用时需慎重。