长外腔半导体激光器的调谐连续性

可调谐外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）中的波长选择元件（如光栅，Ｆ－Ｐ标准具等）所选择的波长函数具有一定的频谱宽度，为实现连续调谐该宽度就应足够小，作为首次尝试，在研究了确保ＥＣＬＤ能在激光二极管的以共振长振荡所需的条件后，我们导出该谱宽不能超过的上限值。     

外腔中激光二极管模式内的调谐

作为研究外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）双稳特性的第一步，我们研究了在激光二极管模式内可能实现外腔振荡的相对调谐范围，在此基础上，我们导出了归一化到激光二极管模式间距的相对调谐范围，讨论了外腔反射率的影响。     

解析式表示外腔半导体激光器的特征参量

用射线法研究了强反馈可调谐外腔式半导体激光器的阈值行为，导出了ＥＣＬＤ被财在不同波长振荡所需的阈值载流子数密度外腔长度及阈值电流的解析表达式，也得到了不同电流ＥＣＬＤ的调谐输出功率及载流子密度的表达式。     

减反射膜与外腔半导体激光器调谐范围

由于镀了减反射膜的半导体激光二极管端面的反射曲线的谱宽有限，而且，增益峰值波长随载流子密度的变化，因而实际上起作用的反射率通常都比能测到的最低反射率高，在腔内可建立的载流子密度的上限比预期的低。在考虑了这些因素后，计算了用这种管子作外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）的增益介质时，ＥＣＬＤ的调谐范围。     

广义两段式半导体激光器的特性研究

利用由射线法导出的两段式半导体激光器(2SLD)的端面输出谱的表达式,研究了两电极半导体激光器(2ELD)和外腔式半导体激光器(ECLD).结果表明;2ELD的振荡波长并非始终都与腔的共振波长相同;在ECLD上实现准连续调谐的关键是使激光器能被调谐在二极管的反共振波长处振荡,因此,我们求得了ECLD实现反共振激射的阈值载流子数密度以及对界面反射率的要求的表达式。     

光栅调谐外腔半导体激光器特性

用一端面镀制高效减反射膜的激光二极管（实际已变成超辐射发光二极管），作为外腔中的增益介质与衍射光栅一道构造了光栅调谐外腔半导体激光器，并对其特性进行了分析和实验研究，实现了外腔半导体激光器的宽带调谐单模输出，调谐范围宽达４０ｎｍ，测定了阈值电流和调谐波长的关系。     

波长调谐时外腔中半导体激光的电流双稳

预测了由于半导体激光二极管(LD)的准费米能级随LD内载流子密度变化,因而,在调谐外腔半导体激光器的输出功率振荡频率曲线上出现双稳环的时候,通过LD的电流也应出现一个伴随的双稳环.     

2声光与光纤技术

２声光与光纤技术９４２４７中国的光学器件研究概况──ＺｎｏｕＢ．ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎＭａｇ，１９９３；３１（７）：６２～６５研究的主要项目有：分散反馈半导体激光二极管；多重量子阶半导体激光器；ＬＤ激发固体激光器；半导体光放大器；光导波调制器和开关矩阵...     

实现外腔半导体激光器连续调谐的两个基本要求

定量讨论了实现外腔式半导体激光器连续调谐的两个基本要求:同时改变外腔长度及光栅反射波长,半导体激光器(LD)端面镀减反膜。分析表明:前人给出外腔的可调整范围并非是实现最大调谐范围的必要条件,而是实现调谐连续性的一种可行选择。针对具体的减反射膜,对在ECLD上可能实现的连续调谐范围进行了研究。     

光栅反馈频率可调谐扩展腔半导体激光器

为了实现半导体激光器在795nm处的单模输出,采用输出端面镀有增透膜的半导体激光二极管作光源,用光栅反馈的方法构成扩展腔,研制了波长为795nm、频率可调谐半导体激光器,并对该激光器进行了实验测试,可知其频率连续调谐范围约7.6GHz,激光线宽约为2.5MHz,运行在110mA时输出功率达43mW。结果表明,该半导体激光器可用于激光与铷原子相互作用中的量子相干效应的研究。     

Bistability in grating-tuned external-cavity semiconductor lasers

Bistability has been observed in the tuning characteristic and power versus current relation of a 1.3 μm grating-tuned external-cavity semiconductor laser. Tuning-direction reversal, current variations, and feedback interruption can change the output power and threshold current at a given wavelength. These effects are shown theoretically to be due to the coupling of the semiconductor gain and index of refraction. From measurements of the semiconductor chip facet reflectivity, solitary laser diode mode spectrum, and tuning curve in the presence of external feedback, the analysis yields values for the external feedback strength, semiconductor modal loss, and linewidth enhancement factor. Using an InGaAsP double-channel-planar-buried-heterostructure laser diode with a 4 percent reflectivity antireflection-coated facet inside an external cavity consisting of a 0.60 numerical aperture lens and a 1200 line/mm diffraction grating, we found 22 percent external feedback, 60 cm^-1modal loss, and a linewidth enhancement factoralpha = -7.1.     

双稳外腔半导体激光器(ECLD)模式转换的数值描述

对多模半导体激光器(LD)的速率方程组进行了数值求解,分析了光栅双稳外腔半导体激光器(ECLD)模式发生跳变时的瞬态特性,讨论了光栅转角的大小对瞬态过程的影响。结果表明,当光栅转角较小时,ECLD在功率上跳过程中,切断模(switch offmode)在熄灭前可能会产生一个窄而强的光脉冲。这一现象在下跳过程中是不存在的。且上跳时,ECLD更快地达到稳态输出。     

Wide-range tunable dual-wavelength semiconductor laser usingasymmetric dual quantum wells

Using asymmetric dual quantum wells for the laser material, the semiconductor laser is able to operate at dual wavelengths with an extremely wide tuning range. The spectral spacing could be tuned to as large as 55.7 mn (25 THz). With the spectral spacing fixed, the two wavelengths could also be simultaneously tuned for a range as wide as 34.7 nm. In addition, with one wavelength fixed, the other one could be separately tuned. The experiments indicate that the two wavelengths can be almost randomly selected within a large spectral range over 30 nm     

半导体光纤环形腔激光器调谐特性的实验研究

采用国产半导体器件,组建了半导体光纤环形腔激光器(FRSLs)的实验装置及相应的测试系统,系统地研究了FRSLs的输出和调谐特性.结果表明,已实现高速调制情况下的动态单纵模调谐,并获得波长调谐范围大于36nm的稳定光脉冲输出.确立了FRSLs的阈值特性、输出功率等物理参量与振荡波长之间的关系,提出通过控制分光比来优化和兼顾FRSLs的调谐范围及输出功率.实验结果较好地与理论模拟结果相吻合,为进一步改善FRSLs的性能指标提供了实验依据.同时,这些分析与结论对于相关结构类型的激光器设计也具有一定的参考价值.     

Continuously wavelength-tunable MQW fabry-perot laser diode pulse source with a fiber-based external cavity

A simple continuously wavelength-tunable fiber ring laser pulse source is demonstrated. Such a source employs a gain-switched multiple quantum-well Fabry-Perot laser diode in a self-seeding scheme and the output pulse wavelength can be tuned continuously via a tunable optical filter. The optical pulses generated exhibit a pulsewidth of 92 ps at the frequency of 2.6 GHz. Within a wide wavelength tuning range of 46 nm, the side-mode suppression ratio and the average power of the output optical pulses obtained are higher than 50.1 dB and 3.3 dBm, respectively, and the pulse spectral stability can be maintained in the whole wavelength tuning range.     

多通道干涉大范围可调谐激光器

多通道干涉(MCI)激光器是一种新型单片集成的大范围可调谐半导体激光器。它采用多臂干涉增强而无需光栅的选模方式,具有制作简单和容差大的优势;采用偏置量子阱技术进行有源无源集成,降低了二次外延的难度。为满足光通信不同场景的应用需求,分别设计研制了大范围可调的电调谐和热调谐MCI激光器。基于电调谐的MCI激光器实现了48.8 nm的波长调谐范围,洛伦兹线宽小于350 kHz。基于热调谐的MCI激光器在双工作温度下的波长调谐范围大于60 nm,总热调谐功率小于35 mW,整个调谐范围内洛伦兹线宽小于100 kHz。同时,研究推进了其稳定控制及集成化工作,实现了基于热调谐MCI激光器的nano-ITLA。     

半导体激光器生成双波长超窄脉冲的实验研究

描述了一种用腔外注入方式调制增益的法布里珀罗半导体激光器产生双波长超窄脉冲的简单方法，腔外注入功能部分包含一个直流工作的法面里珀罗半导体激光器，一个3dB光耦合器和两个布喇格型光纤光栅。双波长的选择和间距通过调节光栅为实现，文中描述的系统实现了在10nm的调节范围内边模压制率优于17dB的理想结果。整个系统简单、成本低。