调制光栅Y分支可调谐激光器高精准波长调谐特性

搭建了调制光栅Y分支(MGY)可调谐激光器高精准波长调谐系统,实现了粗扫描结合细扫描的高精度波长扫描标定。在此基础上,对MGY激光器输出波长以及内置法布里-珀罗(F-P)标准具的温度漂移特性进行分析,发现MGY激光器输出波长与温度具有良好的线性关系,且其输出波长曲线的斜率不变,截距随温度线性变化。研究了基于外部气体吸收基准的高精准波长校准方法,并进行实验测试。研究结果表明,在-25～+75℃温度范围内,波长扫描范围为40 nm时,所搭建系统的调谐线性度优于0.9999,调谐波长精度优于0.18 pm,准确度优于0.12 pm。     

激光器

0617023用于强度和波分复接的采用调谐多端纤维激光器的自愈纤维光栅传感器系统=Self-healing fibre grating sen-sor systemusing tunable multiport firbre laser scheme forintensity and wavelength division multiplexing〔刊,英〕/Peng-Chun Peng,Hong-Yin Tseng//Electronics Let-ters.—2002,38(24).—1510(E)0617024SOA中基于交叉增益调制的全光学动态锁模纤维环型激光器=All-optical actively modelocked firbre ringlaser based on cross-gain modulationin SOA〔刊,英〕/JianHe and K.T.Chan//Electronics Letters.—…     

两节分布反馈激光器的性能

详细讨论了两节(两电极)分布反馈(DFB)激光器的重要特性,其中包括调谐理论、频率调制响应以及频率交换速率。两节DFB激光器的调谐机理可根据波导光栅反射特性的基本相位和幅度来解释。波长调谐由不均匀电流注入的纯电子效应所引起。激光器的调制带宽由有源区中受激载流子寿命所决定。在激光器红移和蓝移静态调谐状态下,FM响应和频率交换是不同的。对高速FSK调制,激光器应偏置于蓝移状态下工作。FM响应的大小和相位变化影响激光器的高速频率交换。     

基于可调谐激光器的光纤光栅波长解调系统误差分析与补偿

基于可调谐激光器的光纤(Bragg)光栅(FBG)波长解 调系统性能受激光器控制电路、调制参数以及光电探测器(PD)性 能、弱信号采集与放大电路等诸多因素的影响,着重研究了可调谐激光器调制参数中扫描频 率对光栅波长 解调系统的影响,发现波长解调误差随扫描频率的不同而呈现一定的规律,对波长解调误 差与激光器的 扫描频率进行了拟合。将拟合结果植入解调程序中,对激光器当前扫描频率下的解调波长进 行实时误差补 偿,并实验验证了误差补偿后的效果。结果表明,进行误差补偿后系统最大波长解调误差比 之前减小6.0 倍,其中由激光器扫描频率不同导致的波长解调误差和均方差(SD)分别比补偿之前减小2.2倍。最 终 使得基于可调谐激光器的FBG波长解调系统整体波长解调误差控制在1.38pm以内,有效地满足了高 速FBG系统对解调波长准确性和稳定性的要求,适用于高频动态信号的解调。     

端面反射对SG-DBR激光器性能的影响

通过传输矩阵模型,理论研究了不同端面反射的存在对取样光栅分布Bragg反射(SG-DBR)镜以及集成半导体放大器(SOA)的SG-DBR镜反射谱的影响,进而研究了端面反射的存在对SG-DBR激光器以及集成SOA的激光器模式的影响,结果表明,端面反射的存在会使取样光栅的各级反射峰由1个分裂为2个甚至多个,并可能使边峰的强度高过零级峰,这将会严重恶化SG-DBR激光器及其集成SOA的激光器模式特性和调谐特性。理论分析与实验结果基本吻合。当端面的反射率小于0.01时,端面反射对于SG-DBR激光器的影响可以忽略不计。     

基于DMD的外腔量子点激光器性能研究

为了取得更加完善的外腔量子点激光器(QDL)测试 数据,构建了基于数字微镜器件(DMD,digital micro-mirror device)的InAs/InP量子 点外腔QDL。测量了其 光谱特性以及调谐范围,得到了基于DMD的外腔QDL调谐范围和相应的模式变 化。在理论和实验上与基于光栅的外腔QDL性能进行了比较,得到了在角色 散和反射光谱中与光栅的区别,实现了将DMD应用于外腔QDL中而获得的一种 新方法。     

高性能InAs/GaAs量子点外腔激光器

为了获得高性能的量子点外腔激光器(ECL),利用InAs/GaAs量子点Fabry-Perot(FP)腔激光器研制了光栅外腔可调谐ECL。对InAs/GaAs量子点ECL进行了一系列的性能测试,主要包括单模稳定性测试、单模调谐范围测试、阈值电流密度测试、无跳模连续调谐测试和输出功率测试。在室温条件下获得了24.6nm的连续调谐范围,覆盖波长从999.2nm到1 023.8nm,并且实现了波长无跳模连续调谐。在调谐范围内最低阈值电流密度为1 525A/cm2,而且在中心波长处获得的单模输出功率为15mW,单模边模抑制比(SMSR)高达35dB。研究结果表明,通过构建光栅外腔可以实现高性能的InAs/GaAs量子点ECL。     

调制光栅Y分支型激光器高效调谐特性研究

针对调制光栅Y分支型（MG-Y）激光器在实际应用中波长-电流查找表（LUT）构建效率低、调谐方式复杂、波长调谐时功率漂移量大等问题,对其调谐特性进行了深入研究。利用左、右反射器电流的调谐特性,设计出一种具有普适性的波长测试框架,能够高效且准确地定位激光器的平滑波长调谐路径。同时提出一种自适应功率校准算法,提升了激光器在波长调谐时的功率稳定性。测试结果表明：基于波长测试框架的LUT仅包含3147个反射器电流-波长组合;激光器的波长调谐范围为1528～1568 nm,波长调谐步长为5 pm;边模抑制比（SMSR）大于40 dB;波长准确度优于±2.9 pm;波长重复性优于1.9 pm;波长调谐时功率漂移量小于0.408 mW,稳定度为3.57%;解调出光纤非本征法布里-珀罗干涉型（EFPI）传感器的腔长变化量小于7.58 nm,可以应用于光纤传感等实际场景。     

体布拉格光栅外腔半导体激光器温度特性研究北大核心CSCD

使用COMSOL软件对体布拉格光栅(volume Bragg grating, VBG)外腔半导体激光器进行稳态热分析模拟仿真,研究VBG对半导体激光器的温度特性的影响。利用15%、20%两种VBG对888 nm半导体激光器进行外腔锁模,测试并分析外腔锁模条件下半导体激光器的输出特性和温度特性。结果表明,VBG外腔结构能够改善半导体激光器的光谱特性,提高半导体激光器的工作温度。在25℃条件下,当采用15%衍射效率的体光栅进行外腔锁模时,最大输出光功率为10.7 W,输出波长稳定在888 nm,光谱线宽为0.3 nm。     

InGaAs-GaAs脊波导DBR激光器双模运行特性研究

对一种新型InGaAs-GaAs脊波导分布式Bragg反射(DBR)半导体激光器双模运行特性进行了研究.该激光器由1个普通增益区和2个DBR区组成,两DBR区采用均匀蚀刻的Bragg光栅,中间加入50～100 μm的分隔区,以减小两DBR区间的热作用影响.实验发现,在增益区偏置电流强度满足双模(双波长)运行条件的情况下,在分隔区施加一电流Ispace,会对双模调谐特性产生非常大的影响.结果表明:施加适当的Ispace可使双波长的可调谐间隔显著增加,并同时提高2个激射模的边模抑制比;在一定的范围内,较大的Ispace对应较好的双模运行参数.测量了3种几何尺寸样品在多种偏置电流下的双模运行特性,对分隔区长度、Ispace以及两者组合对双模调谐特性的影响作了深入研究.研究结果对改善双波长DBR半导体激光器双模运行特性给出了有用的信息.     

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。     

Design and analysis of widely tunable sampled grating DFB laser diode integrated with sampled grating distributed Bragg reflector

A new widely tunable laser diode structure that requires only two tuning currents is proposed. The laser diode consists of a sampled grating distributed feedback (SGDFB) laser diode monolithically integrated with a sampled grating distributed Bragg reflector (SGDBR). The phase control sections are properly inserted between the grating bursts of the SGDBR and SGDFB sections for the discrete and continuous tuning. To confirm the feasibility of the new structure, the split-step time domain model is used. The simulation result for a particular design shows that the tuning range as wide as 27 nm is possible with side-mode suppression ratio exceeding 35 dB. Furthermore, the output power is larger than that from SGDBR laser diodes with similar parameters.     

Frequency and wavelength tunable optical microwave source based on a distributed Bragg reflector self-pulsation laser

A frequency and wavelength tunable self-pulsation laser based on DBR laser devices is reported for the first time.This laser generates continuous tunable optical microwave in the range of 1.87-21.81 GHz with 3-dB linewidth about 10 MHz by tuning the injection currents on the front and back gain sections,and exhibits wavelength tuning range from 1536.28 to 1538.73 nm by tuning the injection currents on the grating section.     

光纤光栅外腔半导体激光器频率调谐技术研究

在分析了光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)基本特性的基础上,调研了适用于该类型激光器的频率调谐方法,包括温度调谐法和应力调谐法,选取轴向应力调谐法改变光纤光栅的布拉格中心波长,进而实现频率调谐。利用压电陶瓷(PZT)来对光纤光栅施加轴向应力,通过调整PZT驱动电压值的大小来控制光纤光栅布拉格中心波长的变化量。实验结果表明,对于波长1550 nm的光纤光栅激光器,当PZT的驱动电压增加到126 V时,可实现 0.8 nm,即100 GHz的调谐范围以及每周期2 ms的调谐速度。     

基于重叠光栅和啁啾光栅的双波长光纤激光器

研究光寻址电位传感器(LAPS)的器件噪声特性 。通过对LAPS半导体场效应器件的结构分析,建 立LAPS的理论模型,并进一步分析LAPS器件噪声信号的来源、种类及特性。以 pH缓冲液中H离子 浓度为检测对象,搭建基于NI采集卡和Labview环境的LAPS测试系统,对影响LAPS信号噪声 特性的光源 波长、光源调制频率、光源强度和Si衬底厚度等因素进行了仿真和实验研究。结果表明,增 大光源波长和光源强度 是提高输出信号幅值和信噪比(SNR)的最有效方法。     

一种可调谐掺铒光纤激光器的研究

文章基于掺铒光纤在1 550 nm波段的增益特性,利用光纤光栅作为调谐装置,设计了可调谐光纤光栅激光器的简单结构,通过改变光纤光栅的温度对光纤激光嚣的波长进行了调谐.更重要的是实验分析了不同掺铒光纤长度对激光输出功率的影响,在温度为25℃时,实验中分别取10、20和30 m 3种不同光纤长度进行了测试,结果表明,不同长度的掺铒光纤,其阀值不同.     

Detailed transfer matrix method-based dynamic model formultisection widely tunable GCSR lasers

A theoretical model suitable for both static and dynamic analysis of widely tunable multisection grating assisted codirectional coupler with rear sampled grating reflector (GCSR) lasers is described in this paper. For the first time wide static tunability as well as transient behavior of such lasers are simulated. The theoretical model is based on the transfer matrix method (TMM) in combination with multimode rate equation analysis and takes into account a number of physical processes in the laser cavity such as longitudinal mode spatial hole burning, nonlinear gain compression, and refractive index changes with carrier injection. Static and dynamic characteristics simulated using the proposed approach agree with the experimental results presented in the paper     

用于Rb蒸气激光泵浦的可调谐窄线宽半导体激光器

由于Rb蒸气的吸收峰随缓冲气体气压存在漂移,利用体布拉格光栅(VBG)实现线宽压窄的同时,实现泵浦半导体激光器中心波长的可调谐也是十分必要的。本文采用国内封装的半导体激光阵列(LDA),利用VBG的温度特性,实现了线宽不大于0.3nm的同时,激光器中心波长从779.89nm到780.35nm可调谐。该激光器可以通过叠阵方式用于Rb蒸气的泵浦和激励。     

利用QPM-OPO的调谐特性精确测定晶体的极化周期

利用准相位匹配(QPM)光学参量振荡器(OPO)的角度和温度调谐特性来精确测定晶体的极化周期。以1064．3nm Nd：YVVO4全固态激光器泵浦的周期极化LiNbO3(PPLN)-OPO为研究对象,测量、计算了3块PPLN的极化周期。通过理论温度调谐曲线与实验曲线的对比证明,此方法是一个精确测定PPLN极化周期的有效方法。