基于亚波长光栅的VCSEL偏振控制研究-发光学报.PDFVIP

第３８卷　 第６期 发　 光　 学　 报 Ｖｏｌ３８ Ｎｏ６ ２０１７年６月 ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥ Ｊｕｎｅꎬ２０１７ 文章编号:１０００￣７０３２(２０１７)０６￣０７２９￣０６ 基于亚波长光栅的ＶＣＳＥＬ偏振控制研究 １∗ ２ 江孝伟 ꎬ关宝璐 (１. 衢州职业技术学院信息工程学院ꎬ浙江衢州　 ３２４０００ꎻ ２. 北京工业大学 电子信息与控制工程学院ꎬ光电子技术实验室ꎬ北京　 １００１２４) 摘要:为了确定亚波长光栅在微电机械系统(ＭＥＭＳ)波长可调谐ＶＣＳＥＬ不同位置(上ＤＢＲ上表面、上ＤＢＲ 下表面以及内腔)中实现ＴＥ和ＴＭ偏振控制的光栅参数范围以及光栅在哪个位置时实现偏振控制最稳定ꎬ通 过ＭＡＴＬＡＢ建立ＭＥＭＳ波长可调ＶＣＳＥＬ 的模型ꎬ然后计算光栅在３种位置时上反射镜(包括空气隙和光栅) 随光栅参数变化的反射率ꎬ以此来确定它们实现ＴＥ/ ＴＭ稳定偏振的光栅参数范围(即高反射范围内的参 数)ꎮ 将各自的高反射所对应反射率减去相同光栅参数范围内ＴＭ/ ＴＥ 低反射对应的反射率ꎬ通过反射率差 值确定光栅在哪种位置时ＭＥＭＳ 波长可调谐 ＶＣＳＥＬ 实现偏振是最稳定的ꎮ 最后得出的结论是光栅在上 ＤＢＲ下表面几乎无法控制ＴＭ偏振ꎬ而将光栅放置于内腔中ꎬ无论是在ＴＥ偏振控制上还是ＴＭ偏振上都是最 －１ 稳定的ꎮ 在实现ＴＥ偏振稳定的参数范围内ꎬＴＥ 的阈值增益比ＴＭ最小少 １０ ｃｍ ꎻ而在实现ＴＭ偏振稳定 －１ 时ꎬ在ＴＥ偏振稳定的参数范围内ꎬＴＥ 的阈值增益比ＴＭ最小少５ ｃｍ ꎮ 关　 键　 词:ＭＥＭＳ波长可调谐ＶＣＳＥＬꎻ偏振稳定ꎻ亚波长光栅ꎻＭＡＴＬＡＢ建模 中图分类号:ＴＮ２４８.４　 　 　 文献标识码:Ａ　 　 　 ＤＯＩ:１０.３７８８/ ｆｇｘ０７２９ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＶＣＳＥＬ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｕｂ￣ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｇｒａｔｉｎｇ １∗ ２ ＪＩＡＮＧ Ｘｉａｏ￣ｗｅｉ ꎬＧＵＡＮ Ｂａｏ￣ｌｕ (１. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＱｕｚｈｏｕ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＱｕｚｈｏｕ３２４００ꎬＣｈｉｎａꎻ ２. Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｔｏ￣ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＣｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＢｅｉｊｉｎｇ １００１２４ꎬＣｈｉｎａ) ∗Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ＪｏｓｅｐｈＪｉａｎｇｑｕｚｈｉ＠１２６.ｃｏｍ Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｎｆｉｒｍ ｔｈｅ ｓｕｂ￣ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｇｒａｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｂ