短HeNe激光器的模式競爭任何給定縱模下的輸出功率不會以平滑（高斯）方式變化的主要原因是模式競爭。如果沒有模式競爭，增益不會飽和并且所有模式增益都相同。因為不同的激光模式共用處于激發(fā)態(tài)的原子，所以它們會爭奪這些原子。當僅存在2或3種模式時，這一點最為顯著，因為每種模式都占總輸出功率的很大一部分。因此，極化輸出功率曲線的包絡(luò)線的形狀一定是非高斯的。而一旦理解了模式競爭的規(guī)律就能更好的理解輸出功率曲線的形狀：1個模式：在模式掃描期間，輸出功率將平滑地變化，大致遵循高斯氖增益曲線的輪廓（減去激光閾值）。真正的激光器在整個模式掃描過程中可以是單模的唯一方法是，腔體大約為10厘米或更小，或者有一種額外的 ...

成諧振。經(jīng)過模式競爭，一級衍射光模式得到放大，其他振蕩模式得到抑制，激光器實現(xiàn)單模輸出。圖3 兩種典型衍射光柵型外腔半導體激光器結(jié)構(gòu)示意圖（a）Littrow結(jié)構(gòu)（b）Littman-Metcalf結(jié)構(gòu)Littrow光柵外腔結(jié)構(gòu)和Littman光柵外腔結(jié)構(gòu)都有各自的優(yōu)缺點，一般而言Littrow光柵外腔結(jié)構(gòu)相對簡單，體積小，成本低，但衍射出去的零級光束的方向隨光柵角度的改變而變化，使用起來不方便；Littman光柵結(jié)構(gòu)的零級輸出光光束方向是固定不變的，并且它的一級衍射光在光路中衍射了兩次，激射譜線寬度變的更窄，但是平面鏡只把一級衍射光反射了回來，因此在同樣的條件下Littman光柵結(jié)構(gòu)的輸出功 ...

勻譜線展寬和模式競爭。DMD空間光調(diào)制器是可考慮實現(xiàn)功能的器件。圖1 DMD微鏡陣列中的兩個微鏡工作方式用DMD在c波段調(diào)諧多波長。DMD選擇16個波長波段，然后耦合成獨立的EDF環(huán)，因此波長之間不存在模式競爭。在DMD上的傾斜微鏡衍射行為與二維閃耀光柵相似，因此可以通過控制DMD衍射效率來改變這些輸出波長之間的功率分布。波長相關(guān)的可變光衰減器和光濾光器的DMD性能實驗研究發(fā)現(xiàn)在沒有附加器件的情況下，通過調(diào)整DMD反射模式，可以有效地抑制光纖環(huán)中的模式競爭、具有波長間距可調(diào)和多波長切換特性。圖2 由EDFA發(fā)射的放大自發(fā)輻射(ASE)光譜經(jīng)過光纖耦合器、環(huán)形器、準直器，然后進入體光學系統(tǒng)的衍射 ...

腔內(nèi)部會發(fā)生模式競爭，雖然各模式的頻率不同，但使用相同的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，因此在均勻加寬的激光器中，滿足閾值條件的縱模在振蕩過程中相互競爭，導致只有相對靠近中心頻率的縱模取勝，而其他模式都被抑制。而跳模正是因為模式競爭而引發(fā)的。如下圖所示，在圖（a）中νq相比νq+1更靠近中心頻率ν0，因此在模式競爭中νq取勝，激光器輸出激光頻率即為νq。但是由于半導體激光器的輸出頻率受到溫度以及腔長的影響，當腔內(nèi)溫度升高，放電管熱膨脹，粘在放電管兩端的反射鏡片距離增加，即腔長變長，而縱模的頻率由如下公式?jīng)Q定：因此當腔長L變長后，頻率整體向低頻方向移動，如圖（b）所示，此時由于νq+1相比νq更靠近中心頻率ν0，對 ...

一個高階縱向模式競爭，當MEMS電流高于27mA時，縱向模式zui終在1524nm處開始激光。排放峰值隨加熱功率的變化如圖4(b)所示。依賴于Lair的發(fā)射波長λ與加熱功率P熱成正比，也與調(diào)諧電流Imems的平方成正比：其中，Rmems=40Ω為MEMS電極的歐姆電阻。由于工藝相關(guān)問題，ARC部分蝕刻。因此，激光器無法調(diào)諧到整個FSR，該MEMS VCSEL的FSR為94nm。值得一提的是，F(xiàn)SR可以通過進一步減小犧牲層的厚度來提高，從而使半VCSEL和MEMS DBR之間的初始氣隙變小。光輸出功率(P)和電壓(V)隨激光電流（IL）的變化如圖5所示。發(fā)射波長調(diào)諧到1550nm，發(fā)射光耦合到標 ...