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波长可调谐半导体激光器作为一种重要的光源器件,在波分复用系统、可重构的光分叉复用网络以及干涉测量学﹑光谱学等多个领域中发挥着越来越重要的作用。本文对基于微机电系统（MEMS）技术的GaN波长可调谐分布反馈（DFB）激光器的工作机理进行了分析与研究,建立了数学模型和仿真模型。通过对该模型在可见光波段单纵模激光输出的分析与仿真,确定了可调谐DFB激光器特定波长输出的结构参数。从仿真结果来看,在光栅的格子数目、光栅厚度、光栅宽度以及有源层厚度一定的条件下,结合微机电系统技术,通过机械调节方式,改变光栅周期,可以实现分布反馈激光器的波长可调谐.这对可调谐激光器的设计具有一定的理论参考意义。本论文的主要创新性研究内容包括以下几个方面：1、提出了一种基于微机电系统（MEMS）设计的机械悬梁臂支撑悬空的GaN光子光栅的波长可调谐DFB激光器结构。为实现该DFB激光器波长可调谐，我们将光栅区设计为悬空的自支撑结构，光栅由静电梳齿结构驱动，两端连接机械弹簧做为悬梁臂。该激光器在完全保留了普通DFB激光器的结构简单、可靠性高等特点的同时还兼具线宽窄、调谐范围宽、调谐速度快的优点。2、建立了一种分析波长可调谐DFB激光器特性的数学模型：首先对于光栅部分，由于材料本身发光范围广且具有制备光栅的特性，用有限元软件Comsol和布拉格衍射光栅理论分析了光栅格子数目，光栅周期以及光栅深度对于光栅选模的影响，并反向验证了布拉格公式的正确性；然后，在确定了波长可调谐DFB激光器的光栅模块以后，首次将耦合波理论与等效介质平板波导理论相结合，分析了该激光器二维稳态模型的整体单模输出特性，同时分析并给出了线宽特性曲线。该数学模型的建立为今后设计各类波长可调谐DFB激光器具有一定的参考作用。3、通过有限元仿真软件Comsol,建立了氮化镓DFB激光器的二维稳态仿真模型。通过对可见光波段进行单纵模激光输出的模拟仿真,得到了DFB激光器谐振发光条件下各波段结构参数与输出波长。其中着重进行了光栅的格子数目、光栅厚度、光栅宽度、光栅周期以及有源层厚度等几方面的参数化扫描，仿真结果为实现基于MEMS技术的DFB激光器波长可调提供了数据支持。