垂直腔半导体光放大器双稳及逻辑特性的理论研究

基于垂直腔半导体光放大器（VCSOA）双稳模型，从数值上分析了VCSOA的双稳条件、双稳控制以及双稳环简并下的AND逻辑实现．结果表明，在阈值附近（大于阈值的93%）和初始相位失谐量为负的情况下，输出光功率出现双稳态．偏置电流为阈值的98%时，输入光功率在5.5μW和2.2μW处发生上下跳变的结果与实验报道结果吻合得较好．同时，从理论上给出了偏置电流、相位失谐量、线宽展宽因子、顶端面反射率等控制参数对VCSOA开关功率、跳变点、双稳环宽和环宽简并以及对比度的影响规律．     

VCSOA中光双稳环宽控制的理论分析

基于法布里珀罗(FP)腔光束干涉理论,建立垂直腔半导体光放大器(VCSOA)的双稳模型.针对近期实验参数,仿真研究了透射模式下VCSOA的双稳特性,找到实现双稳环宽控制的3种基本途径,即适当增大偏置电流、保持偏置与阈值比不变情况下提高顶端面反射率、减小初始相位失谐量都会使双稳环宽变宽.     

基于SOA四波混频效应的慢光特性研究

根据行波SOA的四波混频效应,讨论了不同参数条件下的慢光时延特性。采用SOA分段模型,定量分析了光时延量与偏置电流、频率失谐、泵浦光功率的关系,以及泵浦光功率、载流子寿命的改变对工作带宽的影响。结果表明:可以通过调节频率失谐、偏置电流等参数对光时延量进行控制,增加泵浦光功率或抑制载流子寿命均可提高工作带宽。     

光源功率对光纤电流互感器的性能影响研究

超辐射发光二极管(SLD)光源作为光纤电流互感器光路中唯一的有源器件,其长期运行稳定性直接影响着互感器的性能.文章主要从SLD出光功率衰减对光纤电流互感器输出固定偏置、变比和相位的影响机理进行理论推导,结果表明在非理想数字闭环情况下,随着光功率的衰减,互感器输出固定偏置增大;同时光功率的衰减会导致电流互感器的信噪比降低,进而导致互感器输出的比值误差和相位误差增大.并对理论结果进行了实验验证,实验结果符合理论分析,其中光功率衰减对互感器相位误差的影响最大.     

可变偏振光注入垂直腔面发射激光器的频率诱导偏振双稳

为了探索垂直腔面发射激光器偏振敏感的双稳演 化规律,进一步拓展其在光信息处理领域方面的应 用,本文采用自旋反转模型,数值研究了可变偏振光注入下1 550 nm垂直腔面发射激光器频率诱导偏振双 稳的特性。研究结果表明:在可变偏振角度光注入下,通过沿不同路径扫描频率失谐,垂直 腔面发射激光 器的两个正交偏振分量可在负失谐和正失谐区域产生频率诱导的偏振双稳。对于一确定的注 入强度,注入 光偏振角度的增加可导致负失谐区域的偏振双稳宽度逐渐扩展,而正失谐区域双稳宽度无明 显的变化;给 定适当的注入光角度,较大的注入强度更易于在负失谐区域展宽偏振双稳宽度。此外,在注 入光偏振角度 和注入强度均一定时,不同偏置电流情况下激光器偏振分量的频率诱导双稳宽度存在较大差 异,系统可以 通过合理地调节注入光偏振角以及偏置电流等参量实现对频率诱导偏振双稳的灵活控制。     

1.06 μm抽运的低阈值三共振准相位匹配光学参量振荡器

在利用模清洁器改善全固化单频Nd∶YVO4激光器输出激光质量的基础上 ,利用准相位匹配 (QPM )技术抽运三共振周期性极化铌酸锂晶体组成的光学参量振荡器 (PPLNOPO) ,在低至 1 5mW的阈值抽运功率下获得2 1μm的近简并下转换光输出 ;当抽运功率为 6mW时 ,输出 0 9mW下转换光 ,光 光转换效率为 15 %。     

雪崩型异质结光晶体管的光电混合模式存贮

本文讨论了雪崩型异质结光晶体管的负阻特性,分析了两种不同工作模式的光双稳态.与光开光关双稳态相比较,光开电关双稳态有触发功率低、输出电流大的特点.后者的最小触发信号光功率<1μW,高态输出电流>30mA.利用光开电关的双稳模式,实现了光信号的光电混合模式存贮.     

半导体光放大器交叉相位调制点的优化设计

提出了一种采用斐索干涉仪测量由交叉相位调制产生的非线性相移的实验方案,得到了不同探测光功率、控制光功率和偏置电流条件下的相移公式。结果表明,非线性相移与控制光功率和偏置电流呈单调递增关系,与探测光功率呈单调递减关系,优化设计了半导体光放大器交叉相位调制的工作点。提出了影响非线性相移的最佳相位调制点的确定方法,得到π/2相移的最佳相位调制参数:探测光功率为0.29 mW,控制光功率为0.5 mW,偏置电流为276 mA。     

W级中红外宽调谐光学参量振荡器的研究

报道了一个低阈值、宽调谐、中红外单谐振掺MgO的周期性极化LiNbO3(PPMgLN)晶体光学参量振荡器(OPO)。利用声光调Q的Nd:YVO4激光器作为泵浦源,采用外腔结构,在室温下实现了PPMgLN晶体的准相位匹配(QPM)OPO。OPO阈值仅为0.4 W(重复频率40 kHz,单脉冲能量10μJ,脉宽160 ns);在泵浦光为6.6W(重复频率40 kHz,脉冲能量165μJ,脉宽65 ns)、PPMgLN周期为30μm时,获得了1.13 W的3.61μm中红外脉冲激光输出,光-光转化效率达到17.1%,同时获得了880 mW的1.51μm信号光输出,并且通过改变晶体的周期,实现了闲频光3.13～4.19μm中红外宽带可调谐激光输出。重点讨论了闲频光的功率、调谐和脉冲特性以及功率稳定性问题。     

准相位匹配PPMgLN光参量振荡技术

理论上分析了掺MgO的周期极化LiNbO_3(PPMgLN)晶体准相位匹配光参量振荡(QPM-OPO)波长的调谐特性,计算了抽运阈值和转换效率。采用高斯光束抽运,当抽运功率密度为阈值抽运功率密度约6.5倍时,可以获得约71%的转换效率。而相位匹配情况下,平面波抽运功率密度为阈值(π/2)~2倍时,转换效率可达到100%。1064 nm激光抽运PPMgLN晶体(MgO摩尔分数5%),单谐振光参量振荡技术采用e→e e相位匹配,利用PPMgLN晶体的最大非线性系数d_(33)(27.4 pm/V),采用周期调谐方式,实验上获得了中红外波长调谐范围2.7～4.8μm,当抽运功率为23 W,频率为7 kHz时,在波长3.7μm处激光输出功率超过3.2 W,斜率效率超过18%,对应闲频光波长1.49μm输出功率约8 W,相当于转换斜率效率约为63%。实验结果与理论分析基本一致。