垂直腔半导体光放大器频率响应特性研究

从速率方程出发,利用小信号分析方法对垂直腔半导体光放大器(VCSOA)的频率响应特性进行了研究.在考虑了量子阱材料中的增益和载流子浓度之间的对数关系后,得到了VCSOA的峰值响应频率以及3 dB频率响应带宽的解析表达式.结果表明,VCSOA的频率响应特性受抽运光强度、输入光功率以及自发辐射因子的影响.     

基于QD-SOA交叉增益调制的波长转换研究

量子点半导体光放大器具有比传统半导体光放大器更快的载流子恢复时间,基于QD-SOA交叉增益调制的波长转换技术具有转换速率快,无pattern effects效应的特点.对有源区长度,输入信号光功率和转化后信号的消光比和脉冲展宽进行了研究,对提高基于QD-SOA交叉增益调制波长转换的性能具有指导意义.     

半导体光放大器增益饱和特性的研究

在理论上研究了行波半导体光放大器的增益饱和特性，并从半导体的单模速率方程出发，应用半导体光放大器的传输波动方程，推导了放大器的增益特性表达式。从中得出：当放大器的输出功率为饱和输出功率时，信号增益相对于不饱和增益降低４．３４ｄＢ。     

半导体光放大器增益饱和及其开关特性的研究

从理论上研究了行波半导体光放大器的增益饱和特性。由半导体的单模速率方程出发，应用半导体光放大器的传输波动方程，推导了放大器的增益特性表达式。根据半导体光放大器增益饱和特性，研究了开关特性。     

半导体光放大器的超快动态增益特性

提出了一种包括载流子密度脉动(CDP)、载流子加热(CH)和光谱烧孔(SHB)效应在内的半导体光放大器(SOA)的时域动态模型。利用该模型分析了半导体光放大器中的增益饱和、超快增益动态以及光脉冲在增益饱和半导体光放大器中的波形畸变,其中重点考虑了超短脉冲的情况。模拟计算表明,对于10ps量级以下的短脉冲,分析半导体光放大器的动态增益特性时,不能忽略载流子加热和光谱烧孔等带内超快非线性效应的影响。     

具有宽带调制特性的SOA的优化设计考虑

基于半导体光放大器（ＳＯＡ）的高频滤波效应，分析了半导体光放大器的偏置电流，微分增益，输入光功率和模场限制因子与半导体光放大器响应速度（载流子密度响应速度）关系，给出了具有高速响应特性的半导体光放大器各参量的优化设计方法。     

半导体光放大器全光波长转换的理论研究

根据半导体光放大器中载流子密度变化与光场强度变化的速率方程,利用半导体光放大器实现波长变换的理论模型,并且数值计算了各种入射波(方波、锯齿波、三角波、高斯波)调制情况下模型的响应状况。数值计算的结果表明,半导体光放大器在全光波长转换中具有很好的线性响应特性和较高的转换速率。     

传输矩阵法研究垂直腔半导体光放大器增益特性

利用传输矩阵法研究垂直腔半导体光放大器(VCSOAs)的增益及其带宽特性。研究了不同载流子浓度、DBR膜层数对增益特性的影响,发现了有源区内量子阱堆位置的改变将导致增益峰值波长移动。数值计算结果与实验结果相吻合。     

AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱增益特性研究

采用Shu Lien Chuang方法计算了AlInGaAs/AlGaAs应变引起价带中重、轻空穴能量变化曲线,在Harrison模型的基础上详细地计算了AlInGaAs/AlGaAs和GaAs/AlGaAs量子阱电子、空穴子能级分布并且进一步研究了这两种材料在不同注入条件下的线性光增益.进一步计算比较可以得出AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱光增益特性要优于GaAs/AlGaAs非应变量子阱增益特性,因此AlInGaAs/AlGaAs应变量子阱半导体材料应用于半导体激光器比传统GaAs/AlGaAs材料更具优势.     

基于SOA非线性的全光逻辑运算的理论研究

半导体光放大器(semiconductor optical amplifier,SOA)是具有优良非线性效应的光子器件.其非线性特性在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用.从SOA载流子的速率方程和耦合波方程出发,经理论分析对SOA增益的非线性特性进行了研究和数值模拟,并通过连续光、脉冲光同时输入及两脉冲光同时输入两种情况,对SOA的交叉增益调制(XGM)这一重要的非线性效应进行了详细的研究和数值模拟.理论分析和数值模拟表明,基于SOA的这种非线性效应可以用来实现多种全光逻辑运算.