一、Study of Mode Characteristics for Equilateral Triangle Semiconductor Microlasers（论文文献综述）
李儒颂[1]（2021）在《1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究》文中研究表明随着智慧城市、5G网络、人工智能、云计算和大数据中心等新一代信息技术的快速发展,网络数据流量在近年来呈现出指数增长趋势,促使光互连技术向更高速率、更大容量和更低功耗的方向发展。高速面发射激光器作为该领域关键核心器件,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。垂直腔面发射激光器（VCSELs）由于长波长DBR难以外延生长且具有较大的损耗和串联电阻,因而还难以满足应用需求。而光子晶体面发射激光器（PCSELs）具有大面积单模激射、任意光束整形与偏振调控、片上二维光束控制及波长易于拓展等多种突出功能,因此在实现光纤的两个低损耗传输窗口（1.31μm,1.55μm）更具优势。近年来,受凝聚态中拓扑相和拓扑相变概念的启发,基于拓扑能带论的拓扑光子学正在兴起,其中具有鲁棒性的拓扑腔面发射激光器（TCSELs）不仅拥有高光束质量的优点,而且可以产生携带轨道角动量（OAM）的涡旋光束。OAM复用技术可极大提高光通信系统的信道容量,是未来通信技术的重要发展方向。本论文基于光子晶体对光子态的调控,结合光子晶体微腔与光子晶体带边激射原理设计出了具有异质光子晶体腔结构,为实现高速PCSELs提供了可行性方案,同时将具有拓扑性质的光子晶体引入面发射激光器中并通过合理的优化设计,以达到高速、大功率、低阈值、窄线宽和提高边模抑制比的目的,具有潜在替代现有VCSELs的优势。主要研究内容和创新成果如下:1.对PCSELs的带边激射原理和阈值增益进行了理论分析,并结合半导体激光器速率方程推导出了PCSELs的光功率公式,同时分析了二维光子拓扑绝缘体的边界态与拓扑相变机理,为研制高速PCSELs与TCSELs提供了理论基础。2.开展了高速双晶格PCSELs的理论研究。设计了增强面内光反馈的PCSELs,其谐振腔是由两种具有不同光子带隙的光子晶体组成的面内异质结构,除了利用光子晶体带边的光反馈外,还利用了两种光子晶体边界的反射,并通过调控其中双晶格光子晶体的两个空气孔间距来提高反向传播光之间的一维耦合系数,从而实现对激射模式的强面内限制。通过三维时域有限差分法（3D-FDTD）证实了我们所提出的异质PCSELs可以在较小的正方形区域内实现1.3μm单模激射,并可能实现大于30 GHz的3d B调制带宽。3.开展了基于Dirac点高速PCSELs的理论研究。通过调控光子晶体参数得到双Dirac锥形色散,设计了增强Dirac点面内反馈的PCSELs,并且由于在Dirac点态密度可以降为零,而自发辐射耦合系数?与态密度成反比,因此利用Dirac点作为带边激射,可有效提高PCSELs调制速率,通过3D-FDTD证实其是以四极模激射,在基于少模的空分复用系统中可能具有潜在的应用。4.开展了基于能带反转光场限制效应的高速拓扑体态面发射激光器的理论研究。拓扑谐振腔是由拓扑态光子晶体（R2=1.05R0）外围完整拼接与其带隙相当的拓扑平庸态光子晶体（R1=0.94R0）构成,在拼接的边界处会产生光场的反射和限制效应,通过3D-FDTD证实其可在较小的正六边形区域内实现1.3μm低发散角单模激射。此外,该拓扑体态面发射激光器由于能带反转引起的反射只发生在靠近布里渊区中心附近的一个很小的波矢范围,因此限制了能够获得有效反馈的模式数目,这种模式选择机制与带边模式PCSELs完全不同,更有利于实现单模面发射,在高速光通信领域中的应用将更具有优势。5.开展了高速Dirac涡旋腔面发射激光器的理论研究。通过对正常蜂窝光子晶体超胞应用广义的Kekulé调制和收缩操作,然后将它们完整拼接得到异质Dirac涡旋腔（具有鲁棒的中间带隙模）,同时适当调控腔中子晶格的尺寸,使得带间模收敛于Dirac点频率并处于外围光子晶体的禁带中,以达到增强带间模面内光反馈的目的,从而有利于实现高速调制。研究结果表明,以该异质Dirac涡旋腔的带间模作为带边激射,可在较小的区域内实现1.3μm单模矢量光束输出,这为发展具有优异性能的新型高速拓扑PCSELs提供了可能。
丁娜[2]（2021）在《覆有金属颗粒的纸基反射型薄膜随机激光器的研究》文中认为由于随机激光是通过无序系统提供反馈回路实现多次散射而产生的,因此并不需要固定的谐振腔,通过观察发现,砂纸颗粒满足可提供无序结构的条件,因此可采用砂砾代替谐振腔。在砂纸上蒸镀金纳米结构,利用贵金属具有的强等离激元散射特征,在金属和介质材料之间会形成自由电子集体震荡的电磁模式,由此可产生显着的电场增强,而且有源波导的强约束性具有降低泵浦阈值、提高随机激光器的转换效率的特性。基于以上性质,本文主要围绕覆有金属颗粒的纸基反射型薄膜随机激光器的特性开展研究。主要研究内容如下:1、制作基于砂纸的反射性薄膜随机激光器。选取罗丹明6G（R6G）为荧光染料,蒸馏水为溶剂,以10:1的比例混合固化剂和聚乙烯醇（PVA）低聚物形成浓度为3 mg/m L的R6G和30 mg/m L的PVA混合溶液。用532 nm的入射光对反射型随机激光器进行泵浦,研究不同能量密度下随机激光出射谱线特性,得到该随机激光器输出的中心波长约为575 nm,谱线的半峰全宽稳定在5 nm,阈值约为14 m J/cm2。为探测出射随机激光效果最好的砂纸目数,对不同目数的砂纸进行系统性的实验研究。首先在不同目数的砂纸上进行多次试验,得出在7000目的砂纸上制备R6G-PVA波导层,可得到激光输出,改变砂纸目数多次进行实验,得到用532 nm激光泵浦时,8000目的砂纸可以得到低阈值、窄线宽的激光输出,而以其他目数砂纸为基底的样品出射的光谱为ASE谱,不是真正意义上的激光。通过探究砂砾对于激光散射的影响,对实验结果做出合理的分析。2、为进一步研究局域等离激元特性对于制备等离激元反馈型随机激光器的影响,本文采用旋涂法制备覆有金纳米颗粒的反馈随机激光器,以砂纸（主要成分为Si C）为衬底,在砂纸上面蒸镀Au NPs,然后采用旋涂的方式将PVA和R6G混合溶剂旋涂在薄膜上。在砂纸表面蒸镀一层金属薄膜,金属纳米颗粒的局域表面等离激元特性对其尺寸、材料种类以及外界环境折射率都很敏感。其中,金属颗粒之间在入射光的影响下,会表现出明显的偶极共振,并且在颗粒周围产生增强的电磁场。本文通过对金属纳米颗粒的电场分布进行仿真模拟,分析砂纸颗粒的形状不同,颗粒的粒径不同,两个颗粒之间的间距不同以及砂纸颗粒以不同的方式排布时,得出这些因素均会影响所对应的电场分布。
王兰,董渊,高嵩,陈奎一,房法成,金光勇[3]（2019）在《钙钛矿材料在激光领域的研究进展》文中研究说明钙钛矿材料具有发光量子产率高、自由载流子、结晶结构完美等优点,首先被提出应用于太阳能电池领域,并在近几年得到快速发展,研究也逐渐向电致发光、激光等领域拓展。本文介绍了钙钛矿材料在激光领域的研究进展,着重从4个部分进行叙述:可调节波长范围宽的钙钛矿激光器、稳定性更好的钙钛矿激光器、具有紫外光以及新波长激光输出潜力的钙钛矿激光器、具有非线性光学特性的钙钛矿激光器。列举了多种钙钛矿材料的制备方法及其光学特性;总结了现有钙钛矿激光器的结构特点以及输出模式;剖析了钙钛矿材料在激光领域广泛应用存在的问题,同时对钙钛矿激光器的发展前景进行了分析。为钙钛矿材料在激光领域的进一步研究提供参考。
张艳[4]（2018）在《铷原子中光场轨道角动量量子逻辑门产生的理论与实验研究》文中认为随着计算机技术的发展,传统计算机的计算速度、能耗、集成度等指标的限制已经不能满足计算需求,此时量子计算机应运而生。量子计算机的基础是如何实现单量子位逻辑门、二量子位逻辑门及多量子位逻辑门的操作。一方面,利用光与物质相互作用使得介质的非线性光学效应明显增强,这一效应在量子光学、量子计算、量子信息处理、非线性光学领域有极大的应用前景。另一方面,光除了偏振、光强等特性,光子的轨道角动量（OAM）特性为光子开辟了新的自由度。由于OAM值可以有无穷个分立值,所以无穷个OAM值可以构成无穷维的希尔伯特空间,这一特性使得OAM可以在经典光学和量子光学中进行高维量子态编码。利用光束的OAM编码作为量子位实现量子逻辑门成为量子信息方向新的研究热点。本文利用原子介质良好的量子相干性,以及利用OAM在光与物质相互作用过程中传递性,对携带不同轨道角动量的拉盖尔-高斯光束（LG）的空间模式进行编码从而实现二量子位量子逻辑门。在此基础上重点研究了在铷原子介质中量子逻辑门的实现过程、量子逻辑门空间特性以及利用光场对量子逻辑门进行调控。本论文的主要研究内容如下:第一,铷原子三能级系统中量子逻辑门的实现。首先对携带不同OAM值的LG光场模式进行编码,在光子带隙四波混频过程中实现量子逻辑门中的控制非门（C-NOT）。其次通过分析光与原子介质相互作用理论,推导携带OAM光场的密度矩阵元表达式,并且利用OAM的传递规律设计实验方案。在光子带隙结构中C-NOT门的输出目标位满足四波混频过程中的相位匹配条件,同时也满足轨道角动量的传递规律。本文将OAM、光子带隙四波混频过程巧妙的结合起来,设计了在光子带隙结构中实现携带OAM的量子逻辑门实验方案,根据设计的实验方案搭建实验平台,分析实验结果。第二,三能级系统中量子逻辑门的光场调控。首先通过改变光场不同的频率失谐调制信号强度,研究发现在失谐为零时,输出目标位的光强信号最强;随着输入光场功率的增强,输出目标位的光强信号也越来越大。研究表明通过光场调控可以对量子逻辑门进行调控。其次分析了逻辑门中的光强信号在铷原子三能级系统中的空间特性,其空间特性主要体现在逻辑门信号的聚散焦以及光斑的分裂现象,并对实验结果中图像的移动、分裂和聚散焦作了理论解释。第三,铷原子四能级系统中量子逻辑门的实现及相位调控。在三能级系统中外加缀饰场之后,利用相同的编码原则实现了C-NOT门。通过改变外加缀饰场和探测场的相对角度,量子逻辑门的输出光强信号会出现增强和抑制现象,这一过程称为相位调控量子逻辑门。第四,在微波场的作用下研究LG光束在铷原子三能级系统中的传输特性。首先微波场可以有效调控三能级系统中的EIT窗口,在微波调控场的作用下,分析推导了LG光束在三能级铷原子系统中的传播方程。其次通过计算微波场中LG光束的光强信息可以反映出其携带的OAM值。计算发现随着LG光束拓扑荷数的不同,其光强的空间分布也随之发生变化。最后通过光强的空间分布可以鉴别OAM数,同时也可以鉴别拓扑荷数的正负值。
杨亮[5]（2015）在《基于空间光调制器的飞秒激光并行加工技术研究》文中提出飞秒激光双光子加工在复杂三维微纳功能器件的加工领域具有独特的优势,但是,传统的双光子聚合加工技术是一种基于逐点扫描的串行加工技术,加工效率低,因此在实际生产中难以得到广泛应用。计算全息技术可以调制光场实现灵活可控的光场分布。本文将上述两种新发展起来的技术相结合,发展一种高效并行的双光子聚合加工技术；验证了这种技术的可行性并对相关工艺进行了理论分析和实验研究；基于此完成了几种功能微器件的设计、加工和应用。本论文首先进行了空间光调制技术和计算全息算法的研究。分析了硅基液晶空间光调制器的结构及工作原理；利用琼斯矩阵方法对空间光调制器的光参量调制原理进行了理论分析和计算,分析了影响激光调制的因素；利用标量衍射理论建立了空间光调制器的相位分布模型；详细分析了几种常用的计算全息算法及改进型算法的原理和算法流程,比较了几种算法在光强均匀性、光利用率等方面的优缺点。在空间光调制和计算全息算法研究的基础上,飞秒激光可被精确调制成预先设计的多焦点图案阵列,实现了高效并行双光子聚合加工。利用多焦点并行直写加工技术,进行了高表面质量的微透镜阵列的高效加工并对微透镜阵列进行了光学性能测试,微透镜尺寸精度为97.5%；实现了木堆型和螺旋形复杂三维光子晶体结构的高效加工。对焦点的数量以及分布可进行灵活控制。对影响并行加工均一性、效率和分辨率的因素做了系统的分析。另外,提出了利用液晶空间光调制器实现投影飞秒双光子加工的技术；组建了投影双光子加工系统,验证了这种加工技术的可行性。飞秒激光被进一步调制为线形和面形光场,实现了三维结构的单次曝光加工,提高了双光子加工的效率。理论计算表明,物镜焦平面的光场分布对所加工结构的形貌具有重要影响。实验研究表明长曝光时间和增大设计平面像素密度可以减小投影加工所得微结构的表面粗糙度。最后,利用空间光调制器生成了飞秒贝塞尔光束；实现了对贝塞尔光束的参数的灵活控制；利用飞秒贝塞尔光束实现了微环形结构的单次曝光式加工。理论计算了全息参数与环形结构的尺寸之间的定量关系,实现了环形结构尺寸的定量控制而不需要对光路做任何改变。利用贝塞尔光束拉伸的方式进行了微管道结构的高效可控加工；实现了微管道高度、周期、分布以及倾斜角度的可控。微管道的直径和顶部形貌在一定范围内可通过计算全息参数以及激光加工参数进行调控。在此基础之上,研究了微管道结构在生物组织工程及细胞研究领域的应用：利用贝塞尔光束进行生物组织工程支架结构的加工可提高加工效率；利用微管道成功实现了老鼠纤维肌细胞及人体乳腺癌细胞的抓捕和释放,相关成果对研究细胞在受限环境下的运动特性以及生长、分裂和繁殖具有重要的应用价值。
田二明[6]（2013）在《窄脉冲激光光谱与入射方向被动探测方法与关键技术研究》文中指出窄脉冲激光光谱与入射方向探测是激光告警系统中的核心技术，实时、准确的探测来袭激光光谱和入射方向等信息，是激光告警的前提和难题。本文在分析现有脉冲激光探测技术的基础上，研究了激光告警技术中的若干关键问题，主要研究内容如下：1、在分析窄脉冲激光在军事上的应用及其探测技术发展的技术上，提出一种大视场、高光谱分辨率的脉冲激光入射方向和光谱探测系统模型。该模型综合运用了光纤传感、光电探测和静态傅里叶变换等相关理论与技术，可实现对入射窄脉冲激光相关参数的快速获取；2、建立了精确分割空间视场的大视场光学接收头模型，该模型将三角窗口和梯形窗口配合使用，实现了对视场空间的精确分割，克服了圆型窗口重叠视场不均匀，甚至出现视场盲区的缺点。理论分析了窗口大小、形状，接收器位置、窗口材料、窗口透镜等因素对视场的影响。开发了原理样机，并进行了实验验证；实现了使用6个三角形窗口和6个梯形窗口，将方位角范围360°，俯仰角90°均匀分割成36个视场空间，分辨率达30°。3、研究了锥形透镜光纤视场原理，建立了其视场分析理论模型，分析了光纤锥角与光纤视场之间的关系，以及透镜大小和焦距与光纤视场之间的关系，理论表明使用数值孔径为0.22的双石英光纤，锥角为116°时，单根光纤视场达到最大也为116°。将锥形透镜光纤技术引入到多窗口大视场激光告警接收机中，定做了几种以增大光纤视场为目的的锥形透镜光纤，实验结果表明单根光纤视场实际达到110°，有效增大了光纤视场，满足了该项研究的需求；4、建立了激光信号传输、光电转换、信号放大及噪声分析理论模型，从理论上分析了大气质量、光电探测器件性能及信号处理电路对探测性能的影响；在此基础设计了实验系统，信号接收光学系统、光电转换及放大处理电路，从实验上验证了所建立理论模型的正确性；5、提出并设计了一种静态傅里叶变换干涉具，从理论上分析了其工作原理及各项性能指标。以该干涉具为核心设计了快速傅里叶变换光谱探测实验系统，对几种半导体激光器输出激光进行了测试，并与日本生产的Q8344A型光谱仪测试结果进行了对比分析，结果表明，该实验系统可以正确测试激光器输出激光。针对所设计的静态傅里叶变换干涉具形成的干涉图，提出了一种基于数据重复利用的光谱分辨率增强理论，并进行了实验验证和理论分析了该方法的优缺点。
宋业英[7]（2011）在《微孔阵列谐振腔输出光场分布研究》文中认为本文对微孔阵列后的输出光场分布特性进行了研究。首先讨论了微孔的不同阵列形式,主要包括方阵型、类Frensel波带片型、正六边形以及特殊形式的阵列,给出了不同阵列形式的理论模型,在此基础上通过MATLAB模拟了不同阵列形式下的输出特性。结果表明,这几种方案都能实现相干叠加,进一步分析了各个微孔之间的相位关系。最后我们选取正六边型阵列方案,进行了实验研究。结果表明,掩模板的插入能改变谐振腔输出模式结构,形成多个类高斯模式输出,并且能在远场实现相干叠加,与理论模拟相符合。
邓福星[8]（2011）在《共腔多束锁相合成研究》文中研究表明当前,高能固体激光器在民用及军事领域都有重要的应用,是激光技术领域的研究热点之一,而相干合成技术是获得高能激光束的最有效手段。本文从相干合成的原理出发,设计出一套新的固体激光器相干合成方案——共腔多光束锁相合成,分析其相干机理,建立其物理模型；通过物理模型模拟了在不同情况下（共腔中多根棒的阵列形式、数量、间距、填充因子、相位关系和合成光束传输距离这些因素的变化）的相干合成效果,得到该方案的峰值光强和相干效率随传输距离的变化关系；提出了一种棒的正六边形阵列形式,模拟在这种阵列形式下,当棒的数量为19根时的相干合成效果；最后对该方案进行了三处结构优化。
黄永箴,杨跃德,王世江,肖金龙,车凯军,杜云[9]（2010）在《适于光子集成及光互连的回音壁微腔半导体激光器》文中认为介绍了正三角形和正方形微腔的类回音壁型模式特性,以及与输出波导连接的正三角形和正方形定向输出微腔激光器.实验表明正三角形微腔激光器作为光探测器应用具有共振增强的响应特性.提出了采用两个定向输出微腔激光器与硅上光波导连接实现芯片上的光互连的设想.
韩亮[10]（2008）在《波长可调谐半导体激光器的设计及其制造工艺》文中认为波长可调谐激光器是一种重要的光源器件,它在波分复用系统、可重构的光分叉复用网络、干涉测量学及光谱学等多个领域有着广泛应用。本文中提出了两种波长可调谐激光器的新型设计方法:（1）Ⅴ型耦合腔半导体激光器。它具有两个长度不同的波导分支,利用两个波导所形成的谐振腔的谐振波长之间的游标效应来实现波长的调节,它还可以通过一个光学耦合器对两个腔之间的耦合系数进行优化从而实现良好的单模选择特性,同时又具有一个很宽的波长调谐范围。（2）单片集成无跳模波长可调谐激光器。它由以下几部分组成:一个有源波导,一个内置于光学腔内的波长色散衍射光栅,一个位于有源波导和光栅之间的平板波导区,以及一个邻近平板波导区的具有特定形状和尺寸的波长调谐区,该区域夹在一对电极之间,通过一种电效应改变该区域的有效折射率从而调节光栅滤波器的波长,同时调节光学腔的长度,使得激光模式波长的调节与光栅滤波器的波长调节同步,从而实现无跳模连续调谐,这种设计结构还可用于多波段集成可调激光器以及多波长可调谐激光器阵列。另外本文还讨论了Ⅴ型耦合腔半导体激光器的制造工艺,以及对光刻、剥离、湿法腐蚀、磨片等各种工艺的改进。
二、Study of Mode Characteristics for Equilateral Triangle Semiconductor Microlasers（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Study of Mode Characteristics for Equilateral Triangle Semiconductor Microlasers（论文提纲范文）
（1）1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 高速半导体激光器及其研究状况概述 |
| 1.2.1 高速垂直腔面发射激光器(VCSELs)概述 |
| 1.2.2 高速分布反馈(DFB)激光器概述 |
| 1.2.3 高速量子级联激光器(QCLs)概述 |
| 1.2.4 高速光子晶体激光器(PCLs)概述 |
| 1.2.5 高速半导体激光器的瓶颈及发展趋势 |
| 1.3 光子晶体面发射激光器(PCSELs)研究进展 |
| 1.3.1 大面积相干1.3μm PCSELs |
| 1.3.2 PCSELs的光束模式控制 |
| 1.3.3 PCSELs的光束控制 |
| 1.3.4 高亮度PCSELs |
| 1.4 拓扑光子学 |
| 1.4.1 从拓扑电子学到拓扑光子学 |
| 1.4.2 拓扑光子晶体激光器研究进展 |
| 1.5 涡旋光束 |
| 1.5.1 涡旋光束的发展历程 |
| 1.5.2 涡旋光束光通信原理及优势 |
| 1.5.3 OAM模式的复用与解复用 |
| 1.5.4 OAM编码通信技术 |
| 1.5.5 拓扑涡旋激光器研究进展 |
| 1.6 本论文选题依据及主要研究内容 |
| 第二章 高速光子晶体面发射激光器的理论基础 |
| 2.1 半导体激光器速率方程理论 |
| 2.1.1 量子阱激光器速率方程模型 |
| 2.1.2 量子级联激光器速率方程模型 |
| 2.1.3 量子点激光器速率方程模型 |
| 2.2 半导体激光器的直接调制原理 |
| 2.3 光子晶体面发射激光器(PCSELs)的理论基础 |
| 2.3.1 PCSELs带边激射原理 |
| 2.3.2 PCSELs阈值增益 |
| 2.3.3 PCSELs输出光功率 |
| 2.3.4 PCSELs输出光功率的提高方法 |
| 2.3.5 PCSELs三维耦合波理论 |
| 2.4 Purcell因子和自发辐射因子 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 拓扑光子学基础 |
| 3.1 拓扑绝缘体与Dirac方程 |
| 3.1.1 Dirac方程和束缚态的解 |
| 3.1.2 修正的Dirac方程与Z2 拓扑不变量 |
| 3.1.3 拓扑不变量与量子相变 |
| 3.1.4 拓扑保护的边界态解 |
| 3.2 拓扑物理中的经典模型 |
| 3.2.1 Su-Schrieffer-Hegger(SSH)模型 |
| 3.2.2 Haldane模型 |
| 3.2.3 Bernevig-Hughes-Zhang(BHZ)模型 |
| 3.3 光子Dirac锥及其相关物理 |
| 3.3.1 光子晶体中的Dirac锥 |
| 3.3.2 Dirac 光局域模 |
| 3.4 二维光子拓扑绝缘体 |
| 3.4.1 光子拓扑绝缘体中的拓扑不变量 |
| 3.4.2 赝时间反转对称性与赝自旋 |
| 3.4.3 二维拓扑保护边缘态 |
| 3.4.4 拓扑光子晶体的k·P模型 |
| 3.4.5 拓扑光子相变机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 1.3μm 高速光子晶体面发射激光器研究 |
| 4.1 双晶格光子晶体谐振腔 |
| 4.1.1 双晶格光子晶体谐振腔的概念 |
| 4.1.2 双晶格光子晶体谐振腔晶格间距的调谐 |
| 4.2 1.3μm高速双晶格光子晶体面发射激光器设计 |
| 4.2.1 异质PCSELs的结构设计 |
| 4.2.2 理论分析 |
| 4.2.3 结论 |
| 4.3 基于Dirac点 1.3μm高速光子晶体面发射激光器的设计 |
| 4.3.1 研究背景 |
| 4.3.2 理论基础 |
| 4.3.3 器件设计 |
| 4.3.4 仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 1.3μm 高速拓扑体态面发射激光器研究 |
| 5.1 高速拓扑体态面发射激光器的设计 |
| 5.1.1 二维拓扑光子晶体谐振腔的设计 |
| 5.1.2 仿真结果 |
| 5.2 理论分析 |
| 5.2.1 蜂窝光子晶体的紧束缚模型 |
| 5.2.2 基于赝自旋能带反转分析 |
| 5.2.3 拓扑谐振腔支持的腔模 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 1.3μm 高速 Dirac 涡旋腔面发射激光器研究 |
| 6.1 矢量光束的理论基础 |
| 6.2 Dirac涡旋腔 |
| 6.2.1 对DFB激光器和VCSELs的拓扑理解 |
| 6.2.2 Jackiw-Rossi零模 |
| 6.2.3 Dirac涡旋腔的参数 |
| 6.2.4 Dirac涡旋腔的性质 |
| 6.3 1.3μm 高速 Dirac 涡旋腔面发射激光器的设计 |
| 6.3.1 异质 Dirac 涡旋腔的设计 |
| 6.3.2 仿真结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文主要完成工作 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）覆有金属颗粒的纸基反射型薄膜随机激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 随机激光的研究背景 |
| 1.3 随机激光器的物理机制 |
| 1.4 随机激光器的应用 |
| 1.5 本论文的主要内容及创新点 |
| 第2章 随机激光理论研究 |
| 2.1 随机增益介质光散射理论 |
| 2.2 环形腔理论 |
| 2.3 环形波导理论 |
| 2.4 准态模理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于等离激元反馈随机激光器的理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表面等离激元 |
| 3.2.1 表面等离极化激元 |
| 3.2.2 局域表面等离激元 |
| 3.2.3 影响局域表面等离激元共振的因素 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 纸基反射型随机激光器的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同目数砂纸颗粒对荧光波长的影响 |
| 4.2.1 增益介质的选取和形貌表征 |
| 4.2.2 混合溶液制备过程 |
| 4.2.3 反馈型随机激光器光路的搭建和样品的测量 |
| 4.2.4 光谱分析 |
| 4.3 砂纸颗粒消光光谱对随机激光器的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于等离激元反馈的纸基反射型随机激光器的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 覆有金属颗粒的纸基反射型随机激光器 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 仿真模拟 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（3）钙钛矿材料在激光领域的研究进展（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2钙钛矿激光器的研究进展 |
| 2.1可调节激光输出方面的研究进展 |
| 2.2激光输出稳定性方面的研究进展 |
| 2.3钙钛矿材料结构及激光输出模式方面的研究进展 |
| 2.4钙钛矿激光器的性能比较 |
| 3钙钛矿激光器的发展潜力 |
| 3.1紫外光输出方向的研究 |
| 3.2新波长输出方向的研究 |
| 3.3非线性光学特性方向的研究 |
| 4问题分析与展望 |
| 5结束语 |
（4）铷原子中光场轨道角动量量子逻辑门产生的理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 本文的研究基础 |
| 1.2.1 量子计算和量子逻辑门 |
| 1.2.2 轨道角动量(OAM)光束 |
| 1.2.3 原子相干 |
| 1.3 本文研究内容与结构 |
| 第二章 光与物质相互作用理论 |
| 2.1 光与物质相互作用经典理论 |
| 2.2 光与物质相互作用的半经典理论 |
| 2.3 光与物质相互作用的全量子理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三能级系统中实现量子逻辑门 |
| 3.1 基于EIT诱发光子带隙 |
| 3.1.1 基于EIT窗口的四波混频 |
| 3.1.2 光子带隙的透射和反射 |
| 3.2 基于EIT诱发三能级量子逻辑门 |
| 3.2.1 实验原理及理论分析 |
| 3.2.2 实验光路 |
| 3.3 实验结果分析 |
| 3.3.1 量子逻辑门实现过程 |
| 3.3.2 量子逻辑门空间特性 |
| 3.3.3 量子逻辑门相位调制 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 光场调控四能级系统中的量子逻辑门 |
| 4.1 实验原理及理论分析 |
| 4.2 实验光路及相关仪器 |
| 4.2.1 实验光路 |
| 4.2.2 实验仪器介绍 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 逻辑门实现过程 |
| 4.3.2 缀饰场相位调控 |
| 4.3.3 频率失谐调控 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 OAM在铷原子中的传输特性 |
| 5.1 OAM光束的传输特性 |
| 5.2 OAM的鉴别方式 |
| 5.3 微波场调控的OAM传输特性 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 三能级铷原子系统中OAM的传输 |
| 5.3.3 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）基于空间光调制器的飞秒激光并行加工技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光微纳米制造技术 |
| 1.2 激光双光子加工技术发展现状 |
| 1.2.1 激多双光子加工技术原理 |
| 1.2.2 双光子聚合加工微纳结构的过程及优点 |
| 1.3 双光子加工常用材料 |
| 1.4. 激光双光子加工技术的应用 |
| 1.4.1 微光学器件 |
| 1.4.2 微机械器件 |
| 1.4.3 微流体器件及片上系统 |
| 1.4.4 生物医学领域 |
| 1.4.5 光子晶体加工 |
| 1.4.6 超材料加工 |
| 1.5 飞秒激光双光子聚合加工技术的限制因素 |
| 1.5.1 激光双光子加工技术的分辨率 |
| 1.5.2 激光双光子加工技术的效率 |
| 1.6 空间光调制技术在双光子聚合加工领域的应用 |
| 1.7 课题的意义及主要研究内容 |
| 第二章 激光调制技术 |
| 2.1 空间光调制器介绍 |
| 2.2 空间光调制器的基本结构 |
| 2.2.1 数字微镜器件(Digital Micromirror Device,DMD) |
| 2.2.2 硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)空间光调制器 |
| 2.3 LCOS空间光调制器的理论分析 |
| 2.4 相位分布模型 |
| 2.5 计算全息算法理论和设计 |
| 2.5.1 计算全息分类 |
| 2.5.2 常用的计算全息算法 |
| 2.5.3 三种计算全息算法的比较 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于光调制技术的多焦点阵列并行加工 |
| 3.1 多焦点飞秒激光并行加工的研究背景和进展 |
| 3.2 多焦点阵列的设计和生成 |
| 3.3 微透镜阵列的并行加工和测试 |
| 3.3.1 微透镜阵列的并行加工 |
| 3.3.2 微透镜阵列的测试 |
| 3.4 光子晶体结构的并行加工 |
| 3.4.1 木堆式光子晶体结构的加工 |
| 3.4.2 三维螺旋型光子晶体结构的加工 |
| 3.5 多光点并行加工的限制因素 |
| 3.5.1 多光点均一性问题 |
| 3.5.2 多光点并行加工效率的限制 |
| 3.5.3 多光点并行加工分辨率的问题 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于光调制技术的投影飞秒激光双光子并行加工 |
| 4.1 激光投影加工技术研究背景及进展 |
| 4.2 线单元投影并行加工 |
| 4.3 面单元投影并行加工 |
| 4.4 动态并行加工设计及实验 |
| 4.5 三维全息设计方法 |
| 4.6 本章小结及展望 |
| 第五章 飞秒贝塞尔光束调制及微管道结构加工和应用 |
| 5.1 贝塞尔光束及其应用 |
| 5.1.1 贝塞尔光束的特性及产生方法 |
| 5.1.2 贝塞尔光束应用 |
| 5.2 飞秒贝塞尔光束的调制 |
| 5.3. 贝塞尔光束用于微圆环结构的加工 |
| 5.3.1 贝塞尔光束加工微圆环结构 |
| 5.3.2 多贝塞尔光束并行加工技术 |
| 5.4 贝塞尔光束缩束用于长管道结构的加工 |
| 5.5 贝塞尔光束用于功能微管道结构的加工 |
| 5.5.1 Bessel光束聚焦基本单元分析 |
| 5.5.2 管道结构的可控加工 |
| 5.5.3 微管道结构直径的控制及变截面微管道结构的加工 |
| 5.5.4 管道结构开口的控制 |
| 5.5.5 微管道结构的应用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 论文的主要研究成果 |
| 6.2 论文研究工作的创新之处 |
| 6.3 论文工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）窄脉冲激光光谱与入射方向被动探测方法与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 窄脉冲激光光谱与入射方向探测的重要意义 |
| 1.2 窄脉冲入射方向快速探测技术发展现状 |
| 1.2.1 基于光电二极管阵列的多窗口大视场探测技术 |
| 1.2.2 基于光纤延迟理论的多窗口大视场探测技术 |
| 1.2.3 基于偏振编码理论的多窗口大视场探测技术 |
| 1.2.4 基于 CCD 型离轴传感器的多窗口大视场探测技术 |
| 1.3 窄脉冲激光光谱探测技术发展现状 |
| 1.3.1 基于 F—P 干涉具的脉冲激光光谱快速获取技术 |
| 1.3.2 基于迈克尔逊静态干涉原理的脉冲激光光谱快速获取技术 |
| 1.3.3 基于 sagnac 干涉原理的激光光谱快速探测技术 |
| 1.3.4 基于 wollaston 棱镜的光谱快速探测技术 |
| 1.3.5 基于光栅衍射原理的激光波长与方向快速探测技术 |
| 1.4 窄脉冲激光光谱及入射方向探测技术发展趋势 |
| 1.5 课题来源、主要研究内容及要求 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 论文主要研究内容及章节结构 |
| 2.基于光纤技术大视场窄脉冲激光入射方向与光谱探测研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 窄脉冲激光入射方向及光谱快速探测系统模型的建立 |
| 2.2.1 多窗口大视场大视场光纤光学接收头研究 |
| 2.2.2 激光在大气中的传输衰减规律及相应放大处理电路研究 |
| 2.2.3 基于静态傅里叶变换光谱技术的窄脉冲激光光谱快速探测研究 |
| 3.大视场光学接收头原理与设计 |
| 3.1 大视场光学接收头模型 |
| 3.1.1 结构模型 |
| 3.1.2 视场分割原理 |
| 3.1.3 角度分辨率分析 |
| 3.2 探测窗口模型及相关因素分析 |
| 3.2.1 探测窗口对应空间立体角视场分析 |
| 3.2.2 探测窗口形状大小与光纤位置关系分析 |
| 3.2.3 滤光片对探测窗口大小及视场的影响分析 |
| 3.2.4 透镜对提高探测灵敏度作用分析 |
| 3.3 探测窗口形状与光纤视场的关系分析 |
| 3.3.1 三角形窗口与光纤视场关系分析 |
| 3.3.2 梯形窗口与光纤视场关系分析 |
| 3.4 大视场锥形透镜光纤设计 |
| 3.4.1 透镜光纤锥角大小对光纤视场的影响分析 |
| 3.4.2 透镜大小及曲率半径对光纤视场的影响分析 |
| 3.5 透镜光纤设计 |
| 3.5.1 光纤锥形头视场分析 |
| 3.5.2 光纤透镜面视场分析 |
| 3.5.3 透镜光纤实验结果及分析 |
| 4 窄脉冲激光在大气中传输衰减及探测电路 |
| 4.1 窄脉冲激光在大气中的衰减理论 |
| 4.1.1 激光信号源特性分析 |
| 4.1.2 激光信号在大气中的传输 |
| 4.1.3 光学系统接收激光能量 |
| 4.1.4 噪声分析 |
| 4.1.5 信号放大模型 |
| 4.2 信号放大处理电路设计 |
| 4.2.1 放大电路原理 |
| 4.2.2 高频时寄生电容对滤波电路性能的影响分析 |
| 4.3 电路性能实验验证 |
| 4.3.1 电路放大性能实验 |
| 4.3.2 背景噪声光抑制实验 |
| 5.基于等效斜楔干涉具的窄脉冲激光光谱快速探测技术研究 |
| 5.1 等效斜楔干涉思想的提出 |
| 5.2 等效斜楔干涉具设计及理论分析 |
| 5.2.1 静态傅里叶变换干涉具结构设计与分析 |
| 5.2.2 干涉理论分析 |
| 5.2.3 光谱分辨率分析 |
| 5.3 静态干涉具光谱复原理论 |
| 5.3.1 理想干涉图及其光谱复原 |
| 5.3.2 静态干涉具干涉图及其光谱复原 |
| 5.3.3 实际干涉具光谱图获取 |
| 5.4 光谱分辨率增强研究 |
| 5.4.1 分辨率与最大光程差的关系 |
| 5.4.2 静态干涉具光谱分辨率增强 |
| 5.4.3 光谱增强误差分析 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 、全文工作总结 |
| 6.2 、主要创新点 |
| 6.3 下一步需要进行的工作及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）微孔阵列谐振腔输出光场分布研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微光学及微光学阵列介绍 |
| 1.2 微元阵列的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 圆孔衍射基本原理 |
| 2.1 基尔霍夫公式及瑞利-索末菲公式 |
| 2.2 圆形孔的夫琅和费衍射 |
| 2.3 相同孔径的阵列的衍射 |
| 第三章 微孔阵列排布研究 |
| 3.1 微孔谐振腔之间相位关系 |
| 3.2 微孔方阵排列 |
| 3.3 正六边形型阵列 |
| 3.4 类Frensel波带片型阵列 |
| 3.5 特殊形式阵列 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微孔阵列谐振腔激光器输出特性实验 |
| 4.1 内腔正六边形微孔阵列实验研究 |
| 4.2 本章小结 |
| 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）共腔多束锁相合成研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高能激光束的应用简介 |
| 1.2 获得高能激光束的技术途径 |
| 1.3 固体激光器相干合成的优势和研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 固体激光器的相干合成技术 |
| 2.1 MOPA放大技术 |
| 2.2 干涉耦合器组束相干合成 |
| 2.3 干涉型复合腔结构相干合成 |
| 2.4 以迈克尔逊型耦合腔结构为基础的扩展耦合结构 |
| 第三章 共腔自锁相方案的结构及其相干合成的理论基础 |
| 3.1 共腔自锁相方案的结构 |
| 3.2 注入锁定 |
| 3.3 共腔中能量互注入的自锁相 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 共腔中的多根棒相干合成效果模拟及分析 |
| 4.1 数学模型的建立 |
| 4.2 棒的阵列方式和合成光束的传输距离对合成效果的影响 |
| 4.3 棒间的间距和棒间的相位关系对相干合成效果的影响 |
| 4.4 棒的数量和棒间的填充因子对相干合成效果的影响 |
| 4.5 模型中棒阵列方式的一种选定及其相干合成效果 |
| 4.6 方案中的结构优化 |
| 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）适于光子集成及光互连的回音壁微腔半导体激光器（论文提纲范文）
| 1 正三角形的模式波长及场分布 |
| 2 正方形的模式解析解 |
| 3 定向输出的正方形微腔的模式分布 |
| 4 定向输出微腔激光器在光互连的应用设想 |
| 5 结论 |
（10）波长可调谐半导体激光器的设计及其制造工艺（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 半导体激光器的发展 |
| 1.1.1 半导体激光器发展的几个重要阶段 |
| 1.1.2 半导体激光器的应用及发展前景 |
| 1.2 波长可调谐半导体激光器 |
| 1.2.1 分布反馈(DFB)激光器 |
| 1.2.2 分布布拉格反射器(DBR)激光器 |
| 1.2.3 垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL) |
| 1.2.4 外腔可调谐激光器(ECTL) |
| 1.3 本论文的主要内容 |
| 第二章 V型耦合腔半导体激光器 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 器件结构及原理 |
| 2.3 阈值条件分析 |
| 2.4 模式选择特性 |
| 2.5 总结 |
| 第三章 单片集成无跳模波长可调谐激光器 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 光栅腔激光器的设计方法 |
| 3.3 基于光栅腔结构的可调谐激光器设计方法 |
| 3.4 单片集成无跳模波长可调谐激光器设计方法 |
| 第四章 V型耦合腔半导体激光器的制造工艺及其改进 |
| 4.1 工艺流程 |
| 4.1.1 基本工艺流程 |
| 4.1.2 改进的工艺流程 |
| 4.2 实验具体操作及工艺改进 |
| 4.3 总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文的主要内容 |
| 5.2 实验工作总结 |
| 5.3 课题研究的创新点 |
| 5.4 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、Study of Mode Characteristics for Equilateral Triangle Semiconductor Microlasers（论文参考文献）
- [1]1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究[D]. 李儒颂. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]覆有金属颗粒的纸基反射型薄膜随机激光器的研究[D]. 丁娜. 华北电力大学, 2021
- [3]钙钛矿材料在激光领域的研究进展[J]. 王兰,董渊,高嵩,陈奎一,房法成,金光勇. 中国光学, 2019(05)
- [4]铷原子中光场轨道角动量量子逻辑门产生的理论与实验研究[D]. 张艳. 西安电子科技大学, 2018(07)
- [5]基于空间光调制器的飞秒激光并行加工技术研究[D]. 杨亮. 中国科学技术大学, 2015(09)
- [6]窄脉冲激光光谱与入射方向被动探测方法与关键技术研究[D]. 田二明. 中北大学, 2013(08)
- [7]微孔阵列谐振腔输出光场分布研究[D]. 宋业英. 长春理工大学, 2011(04)
- [8]共腔多束锁相合成研究[D]. 邓福星. 长春理工大学, 2011(04)
- [9]适于光子集成及光互连的回音壁微腔半导体激光器[J]. 黄永箴,杨跃德,王世江,肖金龙,车凯军,杜云. 中国科学:技术科学, 2010(05)
- [10]波长可调谐半导体激光器的设计及其制造工艺[D]. 韩亮. 浙江大学, 2008(08)