基于单端SOA波长转换器的消光比特性分析

对一种基于单端半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制型(XGM)全光波长转换器结构建立了动态理论模型,以这个模型为基础分析了抽运光功率、探测光功率、剩余反射率、转换波长转换间隔、注入电流对转换后探测光的输出消光比的影响.结果表明,利用单端SOA实现波长转换比普通SOA实现波长转换将获得更好的输出消光比特性.     

波分复用-光时分复用波长转换信号的消光比研究

对基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制(XGM)效应的全光波分复用一光时分复用(WDM—OTDM)转换后的两路时分复用输出信号的消光比(ER)特性进行了分析。研究了两路波分复用的输入抽运光和探测光的功率、波长、抽运光的消光比、数据速率以及半导体光放大器的偏置电流、腔长和模场限制因子对转换信号消光比的影响。模拟结果表明，增大抽运光输入功率，选择长波长抽运光，可以增加转换光相应信道消光比，但减小了相邻信道的输出消光比；增加抽运光消光比，可以提高转换光消光比，但各个信道增长幅度不同；减小探测光输入功率，选取短波长探测光波长，增加半导体光放大器的腔长和模场限制因子以及大的偏置电流可提高转换光消光比；对于两路或多路波分复用信号转换时分复用信号的过程中，一定要考虑转换光每个信道消光比的均衡。     

基于LOA的XPM波长转换信号消光比特性分析

针对线性光放大器(LOA)的结构特点,建立了基于速率方程的模型。使用该模型分析了增益钳制特性和转换后信号的消光比。理论计算结果表明,分布式布拉格反射镜(DBR)形成的垂直光场对增益具有钳制作用。增大DBR的反射率,可以增大LOA的线性输入范围;用于波长转换时,能提高转换信号的消光比。计算结果较好地拟合了文献实验结果。     

1. 30μm2MQW2SLD 的性能与注入电流和温度的关系

全面测试了峰值波长为1. 30μm 的InGaAsP/ InP 多量子阱型超辐射激光二极管 (MQW2SLD) 模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。得到:MQW2SLD 显示了软阈值特性。温度不变时,其输出光功率随注入电流的增大而增加;MQW2SLD模块的峰值波长随注入电流的增大而减小;注入电流不变时,其输出光功率随管芯温度的升高而减小;峰值波长随温度升高而增大。SLD 模块的3dB 带宽随注入电流的增大及管芯温度的升高而变化。注入电流大于阈值电流时,MQW2SLD 模块的消光比随注入电流和管芯温度的升高而增大。     

1.30μm-MQW-SLD的性能与注入电流和温度的关系

全面测试了峰值波长为1．30μm的InGaAsP／InP多量子阱型超辐射激光二极管(MQW—SLD)模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。得到：MQW—SLD显示了软阈值特性。温度不变时,其输出光功率随注入电流的增大而增加;MQW—SLD模块的峰值波长随注入电流的增大而减小;注入电流不变时,其输出光功率随管芯温度的升高而减小;峰值波长随温度升高而增大。SLD模块的3dB带宽随注入电流的增大及管芯温度的升高而变化。注入电流大于阈值电流时,MQW—SLD模块的消光比随注入电流和管芯温度的升高而增大。     

980nm半导体激光二极管的温度特性

测试并分析了980nm半导体激光二极管( SLD)模块的输出光功率、光谱和消光比与注入电流及温度的变化关系。结果反映:在测试范围内,温度不变时该模块的输出光功率随注入电流的增大而增加,经历了自发辐射和受激放大过程;电流不变时该输出光功率随管芯温度的变化基本保持稳定。温度不变的情况下,当注入电流小于阈值电流时,峰值波长、3dB带宽和消光比随注入电流的增大而较快增加,当注入电流大于阈值电流时,峰值波长、3dB带宽和消光比随注入电流的增大而缓慢增加;电流不变时峰值长、3dB带宽和消光比随温度升高而有所增大。     

基于量子点光放大器波长转换的啁啾特性研究

信号光的啁啾特性在很大程度上会影响量子点半导体光放大器(QD-SOA)的性能,引起传输信号的走离效应,使误比特率增高。为了改善这一特性,对QD-SOA全光波长转换器的啁啾特性进行了系统分析,基于QD-SOA的交叉增益调制效应的全光波长转换原理,采用牛顿法和4阶龙格-库塔法求解速率方程和光场传输方程,计算了注入电流、抽运光脉宽和抽运光消光比变化时QD-SOA全光波长转换器输出变换光的啁啾值。结果表明,增大抽运光脉宽、减小注入电流和抽运光消光比均可减小变换光的啁啾值,通过优化这些参量可以减小啁啾的影响,但在设计QD-SOA全光波长转换器时,要考虑抽运光消光比和变换光啁啾之间的均衡。     

1．3μmDH-SLD的性能与工作电流和温度的关系

全面地测试并分析了掩埋双异质结型超辐射激光二极管模块的输出光功率、光谱和消光比与注入电流及温度的变化关系。得到：DH—SLD显示了软阈值特性,其输出光功率随注入电流的增大而增加,随管芯温度的升高而降低。温度不变时,当注入电流小于110mA(约)时,峰值波长随注入电流的增大而减小,当注入电流大于110mA(约)时,峰值波长随注入电流的增大有所增大;峰值波长随温度升高而增大。3dB带宽随注入电流的增大而减小,随温度的升高而略有增大。消光比随注入电流和温度的升高而变化。     

掺镱双包层光纤激光器多波长输出性能分析

从理论上分析了由F-P滤波器实现的多波长双包层光纤激光器(DCFL)的边界条件和输出功率,在考虑了F-P滤波器中双色镜反射率的波长依赖关系的前提下,对影响多波长输出功率和消光比的参数如双色镜和光纤出光端面的反射率、抽运功率等进行了研究。结果表明,光纤出光端面的反射率存在一个最佳值,再配合适当的双色镜反射率,能使多波长输出的功率和消光比达到很好的均衡。适当增大抽运功率也能优化多波长输出功率和消光比。通过控制F-P滤波器的腔长,能够调节多波长输出的数目。     

基于半导体光放大器-交叉增益调制波长转换器消光比特性的研究

建立了基于半导体光放大器一交叉增益调制(SOA-XGM)的波长转换理论模型，利用分段方法对交叉增益调制波长转换器同向和相向两种工作方式下消光比(ER)特性作了详细的研究。结果表明，波长转换器的输出消光比随转换速率增加而减小，而且转换速率越高，减小得越快；随着抽运波长的变化，消光比有一个对应于峰值增益波长的最佳抽运波长；波长向下转换(Δλ＜0)时的消光比要明显优于向上转换(Δλ＞0)；输出消光比也随着输入消光比的增大而增大。相同情况下相向工作方式时的输出消光比特性要优于同向工作方式。最后，从物理上对两种工作方式消光比和噪声特性的差异作了解释。     

基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换

基于半导体光放大器处于放大和激射之间的临界状态 ,实现了同相波长转换 ,转换后光信号与泵浦光信号有相同的比特系列 .运用放大器中存在的自发辐射光子诱发的受激辐射和入射信号光子诱发的受激辐射之间的竞争很好地解释了实验结果 .结果表明 ,此种波长转换结构简单、输出消光比不退化     

基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换

基于半导体光放大器处于放大和激射之间的临界状态,实现了同相波长转换,转换后光信号与泵浦光信号有相同的比特系列.运用放大器中存在的自发辐射光子诱发的受激辐射和入射信号光子诱发的受激辐射之间的竞争很好地解释了实验结果.结果表明,此种波长转换结构简单、输出消光比不退化.     

交叉增益型波长转换器的实验研究

全光波长转换器是全光网络中的关键光电子器件.基于半导体光放大器的交叉增益型波长转换器具有结构简单容易实现、转换效率高、波长转换范围宽以及转换速率高的特点.文中在自行研制半导体光放大器的基础上,对交叉增益型波长转换器进行了实验研究.讨论了实现波长转换的基本原理,描述了实验系统结构,实现了速率为140Mbit/s的1315nm和1301nm之间的波长转换.研究了波长转换器泵浦光功率、探测光功率以及放大器注入电流转换效率、消光比和噪声特性的影响,研究结果与文献中报道的相同.研究表明,不同因素对不同指标的影响是相互制约的,要全面提高波长转换器的性能,必须折衷考虑各方面的因素.研究结果对半导体光放大器结构参数的优化和波长转换工作条件的优化有一定的指导作用.     

Mode stabilization method for superstructure-grating DBR lasers

A wavelength stabilization method for widely tunable superstructure-grating (SSG) distributed Bragg reflector (DBR) laser is described. The output characteristics under tuning are studied theoretically and experimentally. It is found that peak reflectivity states, in which the lasing mode is just aligned with the reflection peaks of both DBR's, are obtained at saddle points in the output characteristics while changing the two SSG-DBR currents. Based on these results, a method for the Bragg frequency control of the two SSG-DBRs is proposed. The feedback control circuit keeps the lasing mode at a peak reflectivity state, and it suppresses mode hopping. Additionally, the oscillation mode is locked to arbitrary reference wavelengths of an optical filter. Stabilization at 200 GHz (1.6 nm)-spaced 16 wavelengths was achieved within the wide tuning range of the SSG-DBR laser. Control was maintained under a laser temperature variation of ±5°C as a result of the Bragg frequency control of the two DBR's     

Terahertz Wavelength Conversion Based on Four-Wave Mixing in λ/4-Shifted DFB Lasers: Dynamic Range and Performance Analysis

By using coupled mode equations, the characteristic of terahertz wavelength converter based on four-wave mixing in lambda/4-shifted distributed feedback lasers is analyzed. The numerical simulation indicates that, the larger biasing current and smaller detuning can expand the dynamic range of conversion efficiency and extinction ratio, but worsen the frequency chirp. Due to the lasing effect, the peak modulation frequency of extinction ratio and frequency chirp occurs at relaxation oscillation frequency. The good conversion characteristic can be obtained by selecting system parameters reasonably. This configuration could have potentials in optical communications because of wideband, high-speed, and no need for pump input