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GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器及其主动锁模研究
GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器（GaN-basedgratingexternalcavitytunablesemiconductorlaser）是一种新型激光器。其适用于各种光通信、光传感和激光雷达应用。相比于传统的激光器，GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器具有高可调谐性、高功率、低噪声、短脉冲以及高效率等优势。本论文将介绍GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器及其主动锁模研究。
一、GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器原理
GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器由可调谐反射光栅和外腔构成。反射光栅是由周期性变化的折射率组成。其基本原理是光在反射光栅中多次反射，在外腔内选择模式产生激射。光栅的周期性变化会改变反射光的波长，从而可以实现激光的可调谐性。GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器的发光波长可以通过改变光栅的周期变化来实现连续谐振或离散谐振。同时，GaN材料具有较好的导电、稳定性和热稳定性等特点，使其更加适用于高功率和高能效的激光器。
二、GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器制备
制备GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器的关键是技术难度。其制备包括材料生长、器件加工和激光器组装等环节。
材料生长：GaN材料生长技术的发展已经相对成熟。其中，金属有机气相沉积（MOCVD）是制备GaN材料的主要方法。在生长GaN材料时，应注意GaN材料的晶格结构和衍射特性，同时保证材料的纯度和质量。
器件加工：器件加工主要包括光栅的制备和外腔的构造。制备反射光栅的方法包括电子束光刻、激光光刻和电化学腐蚀等。外腔的构造可以采用二次棱镜、半透镜等光学元件和适当的波导结构。
激光器组装：将反射光栅和外腔组装在一起，形成完整的GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器。在激光器组装时需要对外腔进行可调谐装置的选择和精细调节。
三、GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器主动锁模研究
主动锁模技术是一种用于控制激光器频率和模式的方法。主动锁模可有效地提高激光器的频率稳定性、噪声抑制能力和单频特性。GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器的主动锁模系统包括锁模腔和反馈电路两部分。
锁模腔：锁模腔可通过放置调节反射镜、半透镜、Fabry-Perot干涉仪等元件实现。在锁模腔中，激光器的光被反射回激光器内部，与激光器内的振荡光形成干涉，以控制激光器的频率和模式。
反馈电路：反馈电路的主要作用是实时监测激光器的输出信号，并将信号反馈到激光器中。反馈电路可以根据激光器输出的电压变化量或光信号的变化量来控制激光器输出的频率和模式。
四、总结
本文对GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器进行了介绍，包括其工作原理、制备方法以及主动锁模技术的研究。GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器具有高可调谐性、高功率、低噪声、短脉冲以及高效率等优势。同时，主动锁模技术可有效地提高激光器的性能和稳定性。未来，GaN基光栅外腔可调谐半导体激光器将在光通信、光传感和激光雷达等领域得到广泛应用。