CATV光发射机原理及应用（4）

由于半导体激光器对温度变化很敏感，因此稳定激光器的光输出是一个重要问题；温度的变化和器件的老化给激光器带来的不稳定因素主要表现为：(1)激光器的阈值电流随温度成指数变化规律，并随器件的老化而增加，从而使输出光功率发生变化。(2)随着温度升高和器件老化，激光器的电光转换效率降低，从而使得输出变化；     

采用半导体光放大器的多波长光纤环形激光器

报道了一种插入马赫-曾德尔(M-Z)光纤干涉仪的半导体光放大器(SOA)多波长光纤环形激光器,实现了信道间隔为100 GHz的稳定的多波长连续光激射,其输出光谱3 dB带宽为19.5 nm,消光比大于30 dB.其中在17.9 nm范围内获得了22个波长的连续光,功率不平坦度为1.2 dB,总输出功率为5.1 dBm.对该结构的多波长激光器输出光谱宽,不同波长间功率波动小的特性进行了分析,提出在较低环腔损耗下,半导体光放大器的增益饱和及四波混频(FWM)效应的共同作用使环腔内多波长光功率获得自动均衡;并对实验观测到的激光器输出光谱带宽及中心波长随半导体光放大器驱动电流降低或环腔损耗增大而减小的现象进行了讨论.     

光泵浦半导体激光器

光泵浦半导体激光器是一种效率高、体积小、可靠性强的光源,功率可达几瓦,在不同波长具有良好的空间模质量。优异的性能与工艺水平的提高、器件集成技术的开发将使半导体激光器适用于远程通信和生物医学诊断领域。 半导体激光器之所以能逐渐发展为高性能器     

光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器的热管理

在实验基础上分析了光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器(0PS-VECSEL)的热管理,建立了一维静态热传导方程,并结合数学工具Matlab解热传导方程,得出热沉的热导率及DBR热导率变化对器件温度的影响.实验中采用的热沉为铜热沉,用光致发光谱测量方法估算器件的温度升高.理论计算与实验结果都表明,采用铜做热沉时器件的温度升高.因此应采用热传导系数大的材料来取代铜作热沉材料,以提高器件的性能.同时表明这种简单的计算模型能为器件的设计提供有用的理论分析与指导.     

用于干涉测量的光栅外腔半导体激光器

研制了用于光干涉测量的单稳频、窄线宽光栅外腔半导体激光器(LD)。它由出光面镀有增透膜的单管半导体激光器、光束校正准直系统、闪耀光栅、注入电流驱动系统及温度控制系统组成。闪耀光栅作为外腔光反馈元件对单管半导体激光器输出的纵模进行选择，使之工作在单纵模状态。外腔的引入还使输出光的谱线宽度得以大大压窄。注入电流驱动系统为半导体激光器提供工作电流。温度控制系统由双层温控组成。第一层用于控制单管半导体激光器管芯温度；另一层用于及时带走第一层温控产生的热量，并消除环境温度影响，使外腔温度稳定。该温控系统可使所构成激光器的温度稳定在1‰℃量级。对研制的外腔半导体激光器的特性进行测试，其输出功率恒定、模式单一稳定、谱线宽度优于1．4MHz。     

半导体激光器的原子法拉第反常色散光学滤波器光反馈稳频

为提高半导体激光器的频率稳定性，利用原子法拉第反常色散光学滤波器（FADOF）超窄带的选频透射特性，将其置于半导体激光器的外腔中作选频元件，采用光反馈的方法，使得透射率低的激光频率分量被抑制，透射率高的激光频率分量被加强，有效地实现了光反馈激光稳频。利用Cs原子法拉第反常色散光学滤波器工作于D2线852nm的4峰窄带透射状态。通过调节半导体激光器的温度和电流，调谐半导体激光器的输出波长，将激光器锁定在任何一个透射峰上，用26％的光反馈量，使稳频后的激光频率长期稳定性保持在75MHz／2h以内，而且采用这种稳频方法的输出激光中心波长一直稳定在频率基准上，没有单方向漂移。同时，还实现了Cs原子法拉第反常色散光学滤波器稳频半导体激光器结构的一体化，使其具有实用性。     

性能优良的光泵垂直腔面发射激光器

光泵半导体（OPS）激光器是一类以特殊类型垂直腔面发射激光器（VCSEL）为基础的新型器件，与以电流注入驱动的垂直腔面发射激光器不同，光泵垂直腔面发射激光器是用二极管泵浦激光驱动的。这种器件具有所希望的性能特性组合，如小型组件的高功率和优良TEM00模特性的组合。这种技术还可做成具有特定波长输出的激光器或在850～1600nm光谱范围可调谐的激光器。这些特性意味着光泵半导体激光器具有渗透或影响许多商业化激光应用开发的潜力，其中包括在通讯方面的应用。这方面的一个重要例子是泵浦高功率掺饵光纤放大器（EDFA）。光泵光泵…     

CATV光网络设备原理及应用：第六讲 光发射机的射频激励功能电路

(上接第14期) 光发射机的任务是把从前端送来的高频电视信号变成光信号,使其能在光导纤维中传输.光发射机按照调制方式划分为调频、调幅和数字调制等多种.目前用得最多的是多路调幅光发射机,在调幅光发射机中按照强度调制的方式不同又分为直接调制光发射机和外调制光发射机.直接调制光发射机是利用高频电视信号(将信号电流叠加到激光器的偏置电流上)来控制半导体激光器的偏流,进而控制激光器的输出光强.外调制光发射机是在激光器输出激光之后,让其通过一个外调制器,使激光的强度随多路调幅信号电压而改变.无论哪种形式的光发射机都具有射频激励单元电路,此功能电路的好坏直接决定着光发射机指标的优劣.鉴于目前市场上直接调制光发射机占大多数,此处RF驱动电路的介绍偏重于直接调制光发射机.     

基于光栅光阀可调谐半导体激光器外腔结构的设计研究

目的:提出利用光栅光阀(GLV)来精密调节光栅外腔半导体激光器输出波束的新方法。方法:这种基于光栅光阀的可调谐外腔半导体激光器的结构使光栅光阀与闪耀光栅形成了共焦结构,便于使被选择的波束可以原路返回,经过在谐振腔中振荡,最后输出。结果:这种基于光栅光阀结构的可调谐外腔半导体激光器可以任意控制输出或者被过滤掉的相应波束的数量。结论:利用光栅光阀的特性,这种可调谐外腔半导体激光器能有效地实现激光输出波束的精密调谐,同时也降低了调谐的机械难度。     

半导体光放大器的开发现状和市场预测

SOA是一种单程光放大的行波器件,具有类似于半导体激光器的结构,它由半导体材料(如InP)的增益(有源层)部分和无源部分组成,如图1所示。它和半导体激光器的主要差别是两个端面(即信号输入/输出端面)的反射率,sOA的两个端面镀有抗反射(AR)涂层(即增透膜),其增透率高达99.99％以上,     

半导体光放大器

1　前言　　光纤放大器具有优异的放大特性 ,现已达到实用化水平 ,它给最近波分多路传输技术的发展等光通信系统的构成带来了很大冲击。随着半导体激光器的高性能化 ,对半导体光放大器进行了基础研究[1 ] 。从半导体激光器所具备的特征来看 ,即可以采用电流注入激励和小型化等 ,迫切期望半导体光放大器向高性能化发展。虽然目前还存在着与光纤的耦合、串话、偏振波依赖性、噪声等问题 ,但是目前已在热烈地讨论它与光开关、调制器、激光器等其它半导体光器件单片集成化的可能性 ,以及利用放大器的宽带宽、或者半导体光放大器所具备的大非线性…     

1 310 nm光发射机故障分析

1 310 nm光发射机输出1 310 nm波长的激光,一般都采用直接强度调制技术,其核心部件是DFB激光器组件,此外还有电源、激光器偏置电路、激光器慢起动电路、失真补偿及驱动电路、功率控制及致冷控制电路、过载保护及过驱动保护电路、光检测电路等.在直接调制光发射机中,射频信号经过RF放大、电控衰减和预失真补偿后直接驱动激光器,使得光输出强度随着射频信号强度的变化而变化.为了使激励器稳定工作,ATC是必须的,一般把激光器管芯的温度控制在25℃;激光器的发光功率和非线性失真依赖于偏置电流,因此偏流控制与预失真补偿是光发射机的关键部件;光发射机的载噪比和非线性失真指标取决于光调制度,因此光调制度的自动控制也是优良的光发射机所必须的.     

光外差法测量光探测器频率响应的系统校准

通过实验证明了光外差法测量光探测器频率响应特性的一种校准方法的有效性.首先根据光外差法的基本原理详细推导了光探测器频率响应的表达式.发现了激光器调谐过程中的输出不稳定性是影响光外差法测量光探测器频率响应特性结果准确性的主要原因.激光器的输出不稳定性主要表现在输出光的偏振方向、光功率以及光谱不稳定造成的拍频信号线宽变化.实验对两个3dB带宽分别为10GHz和50GHz的探测器进行测量,逐一比较了采用与没有采用相应校准方法的结果,验证了该校准方法的有效性.     

第八讲 1310nm光发射机的应用

(上接第18期) 1310 nm光发射机输出1 310 nm波长的激光,一般都采用直接强度调制技术,其核心部件是DFB激光器组件;此外还有电源、激光器偏置电路、激光器慢启动电路、失真补偿及驱动电路、功率控制及致冷控制电路、过载保护及过驱动保护电路、光检测电路等.在直接调制光发射机中,射频信号经过RF放大、电控衰减和预失真补偿后,直接驱动激光器,使得光输出强度随着射频信号强度变化而变化.为使激光器稳定工作,ATC是必需的,一般把激光器管芯的温度控制在25℃;激光器的发光功率和非线性失真依赖于偏置电流,因此偏流控制与预失真补偿是光发射机中的关键部件;光发射机的载噪比和非线性失真指标取决于光调制度,因此光调制度的自动控制也是优良的光发射机所必需的.     

10 GHz超低抖动光短脉冲源

报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源.将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲.由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲.     

量子阱混杂单片集成宽可调谐激光器与半导体光放大器

采用量子阱方法集成半导体光放大器的取样光栅可调谐激光器,这在国内尚属首次.该器件波长调谐范围可达33nm,在放大器注入50mA电流时,输出光功率可达10mW,同时边模抑制比可达35dB以上.     

量子阱混杂单片集成宽可调谐激光器与半导体光放大器

采用量子阱方法集成半导体光放大器的取样光栅可调谐激光器,这在国内尚属首次.该器件波长调谐范围可达33nm,在放大器注入50mA电流时,输出光功率可达10mW,同时边模抑制比可达35dB以上.     

有光反馈的半导体激光器大信号SPICE电路模型

为了使半导体激光器的电路级模拟更容易,本文建立了一个有光反馈的半导体激光器大信号SP CE模型,并对激光器的开启延时、张驰振荡和稳定时的光功率与光纤到激光器发光端面的距离及反射光功率大小间的关系进行了研究.     

底部出光纳米孔径面发射激光器的研究

在普通大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)基础上,制备出了底部出光纳米孔径VCSEL。利用聚焦离子束刻蚀技术完成纳米孔径的制作。当小孔直径为480nm×480nm时,测量得到器件的远场输出光功率为0.07mW。并分析了温度的变化对该器件远场输出光功率的影响。     

InGaAsP／InP双区共腔激光器的内部参数

根据《双区半导体激光器的稳定性理论》,分析了 InGaAsp/Inp 掩埋异质结构双区共腔激光器的实验结果,计算了这种器件的内部参数。结果表明:内部光耦合随着温度变化是改变器件工作状态的主要因素;阈值电流偏高与器件工艺相关的界面缺陷、结构漏电关系极大;结构漏电可以提高光输出功率。