低偏振灵敏度半导体光放大器

报道了基于混合应变量子阱材料的半导体光放大器 (SOA)。利用张应变量子阱加强了TM模的增益 ,使之接近TE模的增益 ,从而使SOA的偏振灵敏度大为降低。在 150mA的偏置下 ,获得了 2 4dB的小信号增益和 1dB的偏振灵敏度。     

1.3μm高增益偏振无关应变量子阱半导体光放大器

采用低压金属有机化学气相外延法 (LP MOVPE)生长并制作了 1 3μm脊型波导结构偏振无关半导体光放大器 (SOA) ,有源区为基于四个压应变量子阱和三个张应变量子阱交替生长的混合应变量子阱 (4C3T)结构 ,压应变阱宽为 6nm ,应变量 1 0 % ,张应变阱宽为 11nm ,应变量 - 0 95 % ;器件制作成 7°斜腔结构以有效抑制腔面反射。半导体光放大器腔面蒸镀Ti3 O5/Al2 O3 减反 (AR)膜以进一步降低腔面剩余反射率至 3× 10 -4以下 ;在 2 0 0mA驱动电流下 ,光放大器放大的自发辐射 (ASE)谱的 3dB带宽大于 5 0nm ,光谱波动小于 0 4dB ,半导体光放大器管芯的小信号增益近 30dB ,在 12 80～ 1340nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 6dB ,饱和输出功率大于 10dBm ,噪声指数 (NF)为 7 5dB。     

高增益偏振不灵敏InGaAs/InP体材料半导体光放大器

采用三元InGaAs体材料为有源区，通过直接在InGaAs体材料中引入0．20％张应变来加强TM模的增益，研制了一种适合于作波长变换器的偏振不灵敏半导体光放大器(SOA)。在低压金属有机化学气相外延(LPMOVPE)的过程中，只需调节三甲基Ga的源流量便可获得所要求的张应变量。制作的半导体光放大器在200mA的注入电流下，获得了50nm宽的3dB光带宽和小于0．5dB的增益抖动；重要的是，半导体光放大器能在较大的电流和波长范围里实现小于1．1dB的偏振灵敏度。对于1．55gm波长的信号光，在200mA的偏置下，其偏振灵敏度小于1dB，同时获得了大于14dB光纤到光纤的增益，3dBm的饱和输出功率和大于30dB的芯片增益。用作波长变换器，可获得较高的波长变换效率。进一步提高半导体光放大器与光纤的耦合效率，可得到性能更佳的半导体光放大器。     

抗反膜设计改善半导体光放大器偏振不灵敏性的理论研究

通过理论分析和计算表明,适当地增加反射率,在同样的工作电流下,半导体光放大器(SOA)的增益将有所增大。合理地调节抗反膜的折射率和厚度,可以使TM模的反射率R_(TM)在一段波长范围内大于TE模的反射率R_(TE)。这样的反射率分布可以相对提高TM模的增益,在一定程度上改善SOA的偏振不灵敏性。通过抗反膜的设计来辅助解决偏振不灵敏的问题,可以使SOA在有源区和波导设计中获得更大的灵活性,更好地兼顾其他的性能要求。     

AlGaInAs-InP材料系1550nm偏振无关半导体光放大器

采用低压金属有机气相外延设备生长并制作了1550nm AlGaInAs-InP偏振无关半导体光放大器,有源区为3周期的张应变量子阱结构,应变量为-0.40%.器件制作成脊型波导结构,并采用7°斜腔结构以有效抑制腔面反射.经蒸镀减反膜后,半导体光放大器的自发辐射功率的波动小于0.3dB,3dB带宽为56nm.半导体光放大器小信号增益近20dB,带宽大于55nm.在1500～1590nm波长范围内偏振灵敏度小于0.8dB,峰值增益波长的饱和输出功率达7.2dBm.     

宽带偏振不灵敏InGaAs半导体光放大器

采用压应变InGaAs量子阱和张应变InGaAs准体材料交替混合的有源结构,研制了宽带偏振不灵敏的半导体光放大器.此放大器在100～250mA的工作电流范围内,获得了大于70nm的3dB光带宽;在0～250mA工作电流和3dB光带宽波长范围内,偏振灵敏度小于1dB.对于1.55μm的信号光,在200mA的注入电流下获得了15.6dB的光纤到光纤的增益、小于0.7dB的偏振灵敏度和4.2dBm的饱和输出功率.     

基于硅基波导偏振无关光分束器的研究

本文提出一种基于硅基波导的偏振无关分束器,该 器件由对称的定向耦合结构和亚波长结构组成。根据耦合模理论,在传统的定向耦合结构中 ,TM模的耦合强度强于TE模的耦合强度,难以实现偏振无关分束。在耦合区域增加亚波长结 构,能够在增强TE模的耦合强度的同时减弱TM模的耦合强度,使得TE模和TM模的耦合强度相 等。因此通过调节定向耦合结构和亚波长结构的相关参数,能够实现偏振无关分束。 采用时域有限差分法(FDTD)进行仿真分析,结果表明:该器件可以实现1550nm波长的偏振无关分束, TE 模的额外损耗为0.27 dB,TM模的额外损耗为0.55 dB,器件的耦合 区域长度为5.48 μm,带宽约为25 nm。该器 件具有尺寸小,结构简单,易于集成的优点。     

兼顾增益与折射率变化的低偏振量子点材料研究

对比分析了InGaAs/InGaAsP柱状量子点材料TE模和TM模增益谱及其折射率变化谱随点区材料组分、垒区材料组分和量子点高宽比的变化特性,并剖析了其中的物理机理。进一步联合考虑点区和垒区组分变化对兼顾增益与折射率变化以及偏振相关性的影响,提出了一种多参数调配方法,并据此设计出在1550nm通信波段(1540~1560nm)内兼顾增益与折射率变化的低偏振量子点材料In0.97Ga0.03As/In0.76Ga0.24As0.52P0.48。最后通过分析,选定合适的工作载流子浓度。当载流子浓度为0.6×10²⁴ m-3时,TE模和TM模的3dB谱宽交叠区面积分别为8.66×10³和7.55×10³nm/cm,增益和折射率变化的偏振相关性分别在3%和10%以内。研究结果有助于未来全光网络中关键器件的优化设计。     

宽带偏振不灵敏InGaAs半导体光放大器

采用压应变InGaAs量子阱和张应变InGaAs准体材料交替混合的有源结构，研制了宽带偏振不灵敏的半导体光放大器．此放大器在100～250mA的工作电流范围内，获得了大于70nm的3dB光带宽；在0～250mA工作电流和3dB光带宽波长范围内，偏振灵敏度小于1dB．对于1.55μm的信号光，在200mA的注入电流下获得了15.6dB的光纤到光纤的增益、小于0.7dB的偏振灵敏度和4.2dBm的饱和输出功率．     

1.7 μm全光纤锁模脉冲掺铥光纤激光器研究

1.7 μm超短脉冲光纤激光器在生物成像和材料加工等领域具有重要的应用前景,受到了科学家们的极大关注。基于非线性偏振旋转锁模技术,实验搭建了全光纤结构的1.7 μm锁模脉冲掺铥光纤激光器。通过在激光器内加入光纤滤波器抑制掺铥光纤中的长波激光发射,同时采用纤芯泵浦的方式有效获得了1.7 μm波段的增益。激光器输出脉冲的光谱中心波长为1733 nm,3 dB带宽为6.3 nm。锁模脉冲的重复频率为19.56 MHz,平均功率为1.4 mW。同时,数值模拟了脉冲在激光器的腔内演化。文中提出的1.7 μm全光纤锁模激光器有利于进一步提高1.7 μm激光源的稳定性和集成度,在生物成像等领域具有重要的应用价值。