VCSEL椭圆偏振特性的研究

论文摘要

垂直腔面发射激光器(VCSEL)较之传统的边发射激光器来说具有低阈值、单纵模工作、发散角小、动态调制频率高、易实现二维集成等优点,在光通信、光互联、图象信号处理等方面有着重要的应用前景;由于VCSEL是面发射并且器件结构一般为圆对称结构,所以材料增益和波导各向异性效应大大降低,输出光一般为椭圆偏振光,并且偏振的稳定性远不如边发射激光器。本文从理论和实验上对VCSEL的椭圆偏振特性进行了研究,具体工作可以概括如下: 1、分析了偏振光、椭圆偏振光以及圆偏振光与自然光的区别,偏振光的性质与表述方法;建立了反映偏振特性的速率方程。 2、分析了垂直腔面发射激光器的偏振原理,垂直腔面发射激光器椭圆偏振方程的模拟。 3、对VSEL偏振进行了相关特性的试验研究:为了提高VCSEL的通信网络性能,完全有必要对其偏振相关特性进行深入的研究,探索更加有效控制偏振选择损耗或增益的办法,以抑制不希望的偏振基态的激射。 4、偏振光偏振态的理论研究;讨论了自然光、线偏振、圆偏振与椭圆偏振在理论模拟上的区别;分别模拟了线偏振,圆偏振、椭圆偏振以及自然光旋转1/4波片的检测理论图;给出了光的试验检测结果分析,并比较分析了理论模拟与试验结果。

论文目录

第一章引言

1.1 VCSEL发展历程

1.2 制造VCSEL的新技术与新工艺

1.3 VCSEL的结构特点及应用

1.4 VCEL的偏振特性概述

1.5 目前研究情况及其难点

1.6 本文的研究内容

第二章 VCSEL的光学理论基础及偏振数学模型

2.1 光的本性

2.2 单轴晶体和双轴晶体

2.3 偏振光的性质与表述方法

2.3.1 光波场（平面波）基础

2.3.2 光矢分解的基础

2.4 VCSEL偏振数学模型

第三章垂直腔面发射激光器的偏振特性及试验研究

3.1 VCSEL的偏振原理

3.2 光学偏振元件

3.3 偏振光

3.3.1 偏振光的定义

3.3.2 完全偏振光的数学描述

3.4 VSEL偏振相关特性的试验研究

第四章 VCSEL偏振光的检测理论分析

4.1 线偏振光的检测光路

4.2 线偏振光的检测分析

4.2.1 线偏振光检测光路一的检测理论分析

4.2.2 线偏振光检测光路二的检测

4.3 椭圆偏振光的检测

4.3.1 椭圆偏振光检测光路一的检测

4.3.2 椭圆偏振光检测光路二的检测

第五章偏振光偏振态检测

5.1 线偏振光的检测理论分析

5.2 椭圆偏振光的检测理论分析

5.3 圆偏振光的检测理论分析

5.4 试验结果

5.4.1 试验测试原理

5.4.2 准直系统

5.4.3 加1／4波片后检测系统

5.4.4 加1／4波片VCSEL测试系统

5.4.5 未加1／4波片VCSEL测试系统

5.4.6 VCSEL偏振试验组图

结论

致谢

参考文献

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