一维光子晶体偏振双色激光器谐振腔设计与优化

"这篇论文是2011年由深圳大学电子科学技术学院的研究团队发表的，主要探讨了一种基于光子晶体的偏振正交双色激光器谐振腔的设计与应用。研究中，作者们利用4×4传输矩阵法分析了一维光子晶体中各向异性缺陷层的传输特性，并提出了一种方法来产生并调控偏振正交双色的缺陷模。文章还涉及如何在掺杂增益物质的各向异性缺陷层中实现等增益的双模谐振，以防止模式竞争，为双模激光器的设计提供了理论支持。他们设计的激光器能够在1.55微米的通信波段工作，且具有可调谐的超大频差（0~199.8 GHz）的特性。" 本文重点介绍了光子晶体激光器领域的一项创新，光子晶体是一种具有周期性结构的光学材料，能够控制光的传播和限制。在论文中，研究者们利用了光子晶体的各向异性，即材料在不同方向上的光学性质差异，来创造一种新型的激光谐振腔。各向异性缺陷层的引入使得谐振腔可以支持两个正交的偏振态，这两个状态的频率可以独立调节。通过旋转缺陷层中的光学轴，研究人员能够有效地控制这两个正交模式的频率差。 4×4传输矩阵法是计算复杂系统光传播的一种强大工具，它允许研究者精确地分析光子晶体的光学特性。在这个研究中，这种方法被用来理解和预测在各向异性缺陷层中出现的偏振正交双色缺陷模。这些模式的发现对于实现双色激光器至关重要，因为它们可以同时支持两种不同的激光频率，这对于多种光通信和光谱学应用来说非常有用。 为了使两个正交缺陷模共存并避免模式竞争，论文提出了在掺杂增益物质的各向异性缺陷层中保持等增益的策略。这意味着激光器的增益介质需要对两个模式提供相同的增益，以确保它们能够稳定地共同振荡。这一条件的满足是实现双模激光器和谐共存的关键，也是论文的主要贡献之一。 最后，研究人员设计的激光器在通信波长1.55微米附近工作，这是一个重要的光学窗口，适用于光纤通信。其可调谐的超大频差（0~199.8 GHz）意味着这种激光器可以广泛应用于频率调制、光频梳生成以及高速光通信系统，提供了灵活的频率选择和宽带信号处理能力。 这篇论文为光子晶体激光器的设计和优化提供了新的见解，尤其是在实现偏振正交双色激光谐振腔方面，为光电子工程领域的进步做出了重要贡献。其研究结果不仅有助于理论研究，也为实际应用中的高性能光电器件开发提供了理论基础。