非均匀泵浦的半经典自洽场激光理论
2014-10-29刘勇祁红艳刘劲松王可嘉
湖北大学学报(自然科学版) 2014年1期
关键词:区域
刘勇,祁红艳,刘劲松,王可嘉
(1.湖北第二师范学院物理与电子信息学院,湖北 武 汉430205;
2.武汉光电国家实验室,华中科技大学光电子科学与工程学院,湖北 武 汉430074)
0 引言
激光是重要的非线性系统,在泵浦域值之上,这种系统能够产生一束干涉光,其频率从红外至紫外且低发散.由于当代纳米制造能力的快速发展,一系列新颖的激光系统已经出现.例如,垂直腔面发射激光器(VCSEL)[1]、光子晶体缺陷模激光(Phcs)[2]和随机激光器(RLs)[3~5].这一系列激光器所面临的理论挑战是对开腔的正确处理.在传统理论中,多模激光是用线性腔共振来描述的,其中一种较常用的处理方式是准态模(QB)[6].尽管准态模(QB)已广泛使用于标准的开腔分析,但是由于它们彼此不正交,所以使用准态模(QB)在增益区外光子流通量不守恒,而且这种方法不能处理模式相互作用及空间烧孔.近来,这些困难已由Hakan E Türeci和A Douglas Stone等人引入常通量模式constant flux(CF)态所克服[7],这种CF态所决定的光子流通量守恒.他们从采取旋转波近似以及缓慢包络近似的半经典激光方程出发,推导出了一个迭代可解的自洽积分方程,这个方程决定了激光谐振腔内的稳态激光模式.在这个模型中,半导体激光谐振腔有均匀的折射率和泵浦.
当泵浦区域(或折射率)不均匀时,必须对常通量模式作进一步处理.本文中扩展了自洽积分方程的适用范围,并扩展到一维边缘发光半导体激光器,分析了第一激光域值随着泵浦区域的变化趋势.计算……
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