南邮光电综合设计报告5.docVIP

课程设计报告 学号： 姓名：鹿晴晴 A1 （一）课题： 某平凹腔激光器，若已知凹面镜曲率半径R，腔长L及激光波长λ。求它所产生的高斯光束的腰斑半径ω0的大小和位置，以及该高斯光束的q0 和发散角θ0 的大小。 课题要求： 有输入输出界面； 有可输入的不同参数值（曲率半径R，腔长L及激光波长λ），查看结果； 比较所得结果，分析曲率半径、腔长以及激光波长分别对高斯光束的腰斑半径和发散角有何影响。 参考：《激光原理》第二章 分析及设计思路： 运用中激光原理所学各种激光器的腰斑半径计算公式，建立数学模型。使用Matlab编程画出曲线。输入的不同参数值比较所得结果，分析曲率半径、腔长以及激光波长分别对高斯光束的腰斑半径和发散角。 建模 w0=sqrt(wavelength/pi)*(L*(R-L)).^0.25; q0=pi*w0.^2/wavelength; angl0=2*wavelength/(pi*w0); LR显示非稳腔 源程序 clear;k=1; while k==1 R=input(请输入曲率半径R/cm:); L=input(请输入激光器腔长L/cm:); wavelength=input(请输入激光波长λ/um:); if LR disp(非稳定腔); continue end w0=sqrt(wavelength/pi)*(L*(R-L)).^0.25; q0=pi*w0.^2/wavelength; angl0=2*wavelength/(pi*w0); fprintf(腰斑半径为：%8.5f cm，位置在平面镜所在位置处\n, w0) fprintf(该高斯光束的q0为：%8.5f i \n, q0) fprintf(发散角为：%8.5f \n, angl0) disp(1.重新计算); disp(2.退出); k=input(1or2:); if k~=1k~=2 disp(无效选择)end 结果分析 请输入曲率半径R/cm:100 请输入激光器腔长L/cm:50 请输入激光波长λ/um:0.68 腰斑半径为： 3.28976 cm，位置在平面镜所在位置处 该高斯光束的q0为：50.00000 i 发散角为： 0.13159 1.重新计算 2.退出 1or2:1 请输入曲率半径R/cm:100 请输入激光器腔长L/cm:80 请输入激光波长λ/um:0.68 腰斑半径为： 2.94245 cm，位置在平面镜所在位置处 该高斯光束的q0为：40.00000 i 发散角为： 0.14712 1.重新计算 2.退出 1or2:1 请输入曲率半径R/cm:80 请输入激光器腔长L/cm:50 请输入激光波长λ/um:0.55 腰斑半径为： 2.60393 cm，位置在平面镜所在位置处 该高斯光束的q0为：38.72983 i 发散角为： 0.13447 1.重新计算 2.退出 1or2:2 由以上结果可得： i)保持L，wavelength不变，改变R的输入值，可以发现随R的增大，w0增大，发散角θ0减小； ii)保持R，wavelength不变，改变L的输入值，可以发现随L的增大，w0先增大后减小，且当L=0.5R时，w0最大，发散角θ0先减小，后增大，当L=0.5R时，发散角θ0最小； iii) 保持R，L不变，改变wavelength的输入值，可以发现随着波长的增大，w0、θ0均增大； A3 （一）课题： 一个1.55μm的半导体激光器，在温度300K时其阈值电流密度是350A/cm~2，nth=2.2*10~18，tr=2.3ns，有源区的宽度是10nm。 若激光器的起始电流密度是0，请用Matlab编程画出延迟时间td随最终电流密度的变化曲线，J的范围是从1.2倍Jth到3.5倍Jth。 若激光器的起始电流密度是0.5倍Jth，同样画出延迟时间td随最终电流密度J的变化曲线，J的范围是从1.2倍Jth到3.5倍Jth。 （二）课题要求： 1．有输入输出界面 2．调整输入数据，得到相应的结果，并进行分析 参考：《光电子器件》第十一章 分析及设计思路： 运用光电子器件中所学延迟时间td随最终电流密度的变化公式，建立数学模型及物理模型。使用Matlab编程画出曲线。 （三）建模： 数学模型： td=t*log((J-J0)/(J-Jth)) 其中 J=1.2*Jth:3.5*Jth;%电流密度取值范围 Jth=350;%阈值电流密度 J0%起始电流密度 t=1/(1/tr+1/tnr);%复合时间 F=(Jth*tr-e*nth*d)/(e*d*tr*nth*nth*nth);%俄歇复合系数