相位共轭反馈下垂直腔面发射激光器动态分岔特性的理论研究

在传统半导体激光器动力学方程的基础上，突出了垂直腔面发射激光器(VCSELs)的微腔结构特点以及相位共轭反馈(PCF)的时间反演特性，建立起相位共轭反馈条件下的复合腔仿真模型。仿真结果表明：在外部反射率小于0．05的弱反馈条件下，垂直腔面发射激光器的微腔结构导致了它的动态特性与边发射器件有较大的区别，给出两者在混沌带的出现次数、存在范围以及分岔点的出现条件等方面的比较。相对于常规光反馈(COF)而言，相位共轭反馈的累积相位为零，这使得该机制下垂直腔面发射激光器表现出更为丰富的非线性特性。仿真中观察到常规光反馈经历了三个混沌带，相位共轭反馈经历了两个混沌带且稳定区域较宽；并发现在混沌吸引子产生的过程中常规光反馈光场的实虚部相空间轨迹保持对称，而相位共轭反馈的相空间轨迹则表现为对称的‘建立→破坏→再建立’这样的循环过程。     

外部微扰反馈对Bragg声光双稳系统混沌的控制

针对Bragg路声光双稳系统的混沌态，提出了利用外部微扰反馈的方法对其进行控制。数值分析表明，适当选择反馈强度可将原本混沌的系统控制到各种不同的周期轨道上，同时计算了噪声对系统状态演化的影响。结果表明，系统对小幅度噪声具有一定抗干扰能力。     

铁电液晶型光电混合系统非线性调制效应的理论分析

在以铁电液晶为非线性介质的光电混合系统中 ,选择正弦调制信号和偏压为控制参数 ,通过数值分析得到了系统的一组非线性效应状态图 ,并给出了相应的分叉、混沌等演化模式。模拟结果表明 ,铁电液晶型光电混合系统对入射光的调制可被控制在不同模式上     

奇偶反馈相位共轭腔垂直腔面发射激光器非线性系统的理论研究

针对垂直腔面发射激光器(VCSEL)与相位共轭镜(PCM)这一弱耦合系统,同时考虑到相位共轭镜奇次反馈产生共轭光,偶次反馈产生常规光这一不同于普通平面镜的奇偶效应,构建非即变相位共轭镜奇偶分开的多次反馈理论模型,对多次相位共轭反馈(PCF)下垂直腔面发射激光器非线性动力学行为进行了数值模拟。结果表明,由于引入了奇偶两种不同反馈类型,高次相位共轭镜反馈可明显改变垂直腔面发射激光器的输出动态,即使在弱反馈条件下也如此,而其对稳态特性的影响却恰恰相反。与只考虑一次反馈相比,考虑多次反馈后,弱反馈引起的系统不稳定明显被抑制,混沌区域变小并代之以稳定的倍周期态;而强反馈时,一次反馈对应的从混沌到三分岔的非线性演变方式,在二、三次反馈时分别变成了从倍周期到混沌和从准周期到混沌的演变过程。     

偏振选择互注入半导体激光器的混沌同步

研究了偏振选择互注入条件下半导体激光器的同步和混沌滤波效应。将单模互注入速率方程扩展为包含两个偏振态的理论模型,并选择X偏振态作为互注入形式,不仅为激光器产生混沌和实现同步提供了条件,还可以完全抑制Y偏振光,实现了纯偏振模式同步。通过频率失调的引入,保持了激光器主从地位的稳定。研究结果表明,主从激光器实现了时差等于注入延时的混沌同步,输出功率表现出高频振荡并伴随有对称性破坏现象。对主激光器进行调制时,同步系统表现出与单向注入相似的混沌滤波效应;对从激光器进行调制时,系统的混沌滤波效应并不明显。     

新型阶梯形可调谐光滤波器的优化设计

针对阶梯形可调谐光滤波器(LTOF)的结构特点,建立LTOF多光束干涉的理论模型,从理论上对其输出性能和调谐性能进行优化设计。结果表明：通过对输出谱、峰值功率、邻道串扰及3dB带宽进行数值分析和比较,得到了最优级联级数和分光比;设计出峰值损耗低于10dB,邻道串扰低于-12dB和3dB带宽低于5nm的器件,其最优级联级数和分光比分别为20和0．85。提出增大电极长度至1．4倍来覆盖整个58nm的自由频谱区(FSR)的设计方案,实现了连续调谐。     

一种梯形干涉链可调谐光滤波器的设计与研究

结合Mach-Zehnder干涉原理和多模干涉(MMI)耦合器的散射矩阵,从理论上推导出梯形干涉链可调谐光滤波器(LTOF)输出光场的表达式,采用优化算法搜索出不同级联级数下MMI耦合器的最佳分光比,并分析了衍射阶数和电极长度对LTOF调谐输出性能的制约关系。结果表明,对应最大峰值功率,存在随级联级数增加而增大的最佳分光比;增加级联级数会导致峰值功率和3 dB带宽减小,峰值隔离度增大;电极长度为原电极的1.4倍时,可实现LTOF连续双向宽调谐的功能。通过比较,验证了理论模型及分析方法的正确性。     

倾角对光纤Bragg光栅型OADM性能的影响

对带有光栅倾角的光纤Bragg光栅型OADM进行了理论研究。基于光栅倾角对光纤Bragg光栅反射特性的影响,分析了该器件的分光效率、同频串扰、邻道隔离度和附加损耗。数值结果表明:光栅倾角大于0.8°后,器件光学性能迅速劣化;光栅倾角将导致右端邻道隔离度和右端邻道信号附加损耗的急剧恶化。     

基于PSO的级联马赫-曾德尔型光滤波器优化设计

首次应用连续和离散版本的粒子群优化算法(PSO),实现级联马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型光滤波器中关键结构参数(耦合角和相移因子)对理想系数的逼近,完成光滤波器的优化设计.结果表明:三级级联MZI型滤波器输出响应与理想响应之间的误差控制在10^-5量级内;同时与遗传算法(GA)设计方案相比,PSO方案具备计算时间少、逼近适应度好、滤波消光比高的特点.     

铁电液晶显示的交流稳态技术与等效电路模型改进

针对交流稳态技术提出了一种改进的能体现铁电液晶电学、光学各向异性的等效电路模型.通过将介电张量与电场的耦合作用和由表面定向层引起的锚定能量以等效源的形式表达在电路模型中,成功地将模型拓展到介电各向异性情况下.分别就正、负性介电各向异性及应用交流稳态技术时的光响应特性和动力学机制进行了模拟,并给出了对应的介电扭矩、铁电扭矩和极化反转电流.模拟结果吻合于理论分析及文献报道的结果,表明了电路模型的有效性.