亚波长光栅可调谐垂直腔面发射激光器设计与研究

摘要

本文提出了一种新型内腔集成亚波长光栅可调谐垂直腔面发射激光器(VCSELs),首次实现了在波长调谐过程单偏振模式稳定输出的可调谐VCSELs新型器件结构设计。利用严格耦合波法对亚波长光栅的周期、占空比、脊深等几何参数进行了优化分析,使得偏振方向平行于光栅脊的TE模式和偏振方向垂直于光栅脊的TM模式波长分离度达到20.9nm,从而进一步增加TE/TM偏振模式增益差,使得在整个波长调谐过程中实现光波单偏振稳定输出。同时,采用有限元法对可调谐VCSELs中微机电系统(MEMS)薄膜结构进行设计和分析,结果表明该器件结构可以实现调谐范围达30rim以上的单偏振波长调谐稳定输出。