基于扣除法的半导体激光器高频响应仿真新方法

基于激光器速率方程和等效电路模型对激光器高频响应特性进行分析,提出了一种采用激光器频率响应扣除法提取有源区本征响应和预测激光器整体频率响应的仿真新方法.用该方法对实验样品的高频调制响应进行了仿真,仿真结果与实际测量数据相吻合.     

基于扣除法的半导体激光器高频响应仿真新方法

基于激光器速率方程和等效电路模型对激光器高频响应特性进行分析,提出了一种采用激光器频率响应扣除法提取有源区本征响应和预测激光器整体频率响应的仿真新方法．用该方法对实验样品的高频调制响应进行了仿真,仿真结果与实际测量数据相吻合．     

内腔接触氧化限制型垂直腔面发射激光器小信号调制特性研究

建立了一种适用于多量子阱垂直腔面发射激光器(VCSEL)的多层速率方程模型.在理论与实验基础上,对器件进行小信号分析,得到了光子密度、载流子俘获、逃逸和隧穿时间等关键参数对VCSEL频率响应特性的影响.结果表明VCSEL调制带宽会随着输出功率增大而变宽.并进一步研究了内腔接触氧化限制型VCSEL的寄生电参数及其寄生电路,对其小信号频率响应进行了模拟分析.     

通信激光器及其调制技术研究进展

在光通信领域,激光器及其调制带宽、调制速率对无线光通信至关重要。对半导体激光器信号的调制方式主要有内调制和外调制两种。这两种调制技术具有各自的特点,适用于光纤通信中的不同领域,都是当前重要的研究热点。内调制激光器又称为直接调制激光器,因其具有高速传输以及低成本的特点,成为目前应用在第五代移动通信技术（5G）前传和数据中心中的高性价比光源。而外调制激光器不存在光源附加的Chirp,所以可以有效地克服光纤色散造成的复合二次差拍（CSB）失真。文章在回顾通信激光器及其调制技术发展历程的基础上,介绍了西安理工大学在该领域所做的工作以及取得的主要进展。针对半导体激光器发生非线性失真的内外因素进行讨论,仿真响应特性各参数、线性化补偿方法以及功率控制系统对光发射器件输出光源的作用,并分析了温度的起伏对激光器和调制器件输出功率产生的影响。采用折射率椭球基本理论和数值分析,分别在纵向和横向调制下,讨论出射光强随温度的变化趋势。结果表明,纵向调制下出射光光强随温度的变化趋势只与铌酸锂（LN）晶体折射率的变化有关;横向调制下出射光光强随温度的变化趋势不仅要受到晶体折射率的影响,还要受到晶体尺寸及其膨胀系数的影响,因此可以利用特殊尺寸的晶体来提高电光调制器的温度稳定性。     

半导体激光器调制响应的速率方程小信号近似法研究

速率方程是研究半导体激光器瞬态过程的理论工具。为了能对实际中各种调制响应进行分析,采用小信号近似法求解了在任意调制信号下半导体激光器的速率方程。得到了任意调制信号下半导体激光器的速率方程的实值解析解,并根据得出的实值解析解分析了半导体激光器的一些调制响应特性,给出了一个调制信号为矩形脉冲电流的具体实例。最后研究并得出了小信号近似法准确的严格条件。根据一些半导体激光器的实际参数,给出了该条件在某些情况下的近似表达。     

考虑增益饱和及寄生参数的LD的模拟分析

基于包含增益饱和项的半导体激光器速率方程,分析了增益饱和因子和寄生参数对DFB激光器的动态特性的影响.建立了激光器用于数值计算的Simulink模型,对激光器的调制响应进行了数值分析;结合电子电路的特点,建立了一种考虑寄生参量的小信号等效电路模型,该模型将速率方程表征为由线性电路元件组成的电路模型;采用Matlab和PSpice两种软件模拟了该激光器的调制响应.结果表明张弛振荡频率和调制带宽随偏置电流的增加而增加,而增益饱和因子和寄生参数的存在使谐振频率衰减和带宽降低,同时也证明了所建模型的准确性和适用性.为改善DFB激光器的动态特性及优化设计器件结构参数提供了理论依据.     

外腔半导体激光器小信号调制性能的理论分析

本文从速率方程出发,考虑光反馈的相位和载流子引起的折射率变化的影响,研究了外腔半导体激光器的小信号强度调制和频率扫动性能。     

光纤激光器的调制实验研究

为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器,调制特性可以与半导体激光器相比拟.比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果,二者结果一致.研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用.     

半导体微腔激光器瞬态响应及调制特性分析

针对半导体微腔激光器的结构特点,考虑到腔量子电动力学中自发辐射增强效应,采用传统速率方程的表示形式,建立了微腔激光器的速率方程,着重讨论了微腔激光器的瞬态响应及调制特性,给出了其动态特性的仿真结果,分析了自发辐射因子、注入电流和腔长对微腔激光器的激射阈值、延迟时间、驰豫振荡频率和光输出等参量的影响,从而为改善微腔激光器的高频调制特性和优化器件结构提供了理论依据.     

单量子阱激光器小信号频响特性模拟分析

量子阱激光器具有优良的性能 ,是宽带通信的重要光源。基于三层速率方程的量子阱激光器模型在明确引入了过渡态的概念后 ,对于量子阱中载流子的传输过程就有了更完整的描述。文中运用三层速率模型 ,对小信号调制下单量子阱激光器的频率响应进行模拟分析。与公开发表的文献资料比较 ,所设计的模型精度高 ,易于分析 ,有实用意义。     

光热调制激光波长测量物体的微小振动

提出了一种新型半导体激光正弦相位调制干涉仪。使用此干涉仪测量了物体的微小振动。利用光热效应调制光源波长降低了光源光强变化引起的测量误差。模拟计算和实验结果证明了此干涉仪的有用性     

可编程调制的智能化激光二极管驱动电源设计

设计了一种能对输出电流实现多种波形调制的半导体激光二极管(LD)驱动电源。该驱动电源嵌入单片机,控制灵活,结构简单、性能价格比高。可用于LD和LED的输出光功率直接调制,也适用于LD输出光频率调制,具有通用性。     

用于纳米精度大范围位移测量的半导体激光干涉仪

在光频光热调制半导体激光正弦相位调制干涉仪的基础上 ,提出了一种扩大其测量范围的方法 ,使得在保持纳米精度的前提下 ,测量范围由半个波长扩大为 12 5 5 6 μm ,并讨论了进一步扩大测量范围的可能性。本方法得到了模拟计算和实验结果的很好验证     

调幅光注入下半导体激光器光强调制特性的实验研究

在受注入光调制的半导体激光器 (LD)光强调制实验中 ,当LD的偏置电流置于某些值时 ,观察到其输出光强不随注入光强改变的实验现象。实验还观察到输出光强的幅度随偏置电流的增加而呈周期性变化。理论分析表明这是由于激活区内载流子消耗、带间载流子吸收综合作用的结果 ,而这些效应与腔内的模式选择、注入电流产生的热效应等过程有关。     

强抗干扰型正弦调制式半导体激光有源干涉仪

叙述了强抗干扰型正弦调制式半导体激光有源干涉仪（Ｌａｓｅｒｄｉｏｄｅａｃｔｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）的工作原理。它比目前的半导体激光有源干涉仪的抗干扰能力提高了５０％。还给出了各种实验结果。     

利用前向散射方法的跑道能见度激光测量仪

介绍了一种利用交叉型双光路前向散跑道能工激光测量仪。简要介绍了该测量仪的工作原理及基本结构,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法。     

可调谐激光波长调制技术检测氧气浓度

为了克服传统方法检测氧气浓度的一些弊端,提出了一种采用可调谐激光二极管吸收光谱法结合锁相放大的检测技术.通过改变激光二极管的驱动电流使输出波长变化扫描通过氧气的吸收峰,然后利用锁相放大技术对吸收光谱的谐波进行检测分析.利用半导体激光能量高、单色性好、输出波长可随电流调制的特点和锁相放大检测微弱信号的优势来提高信噪比与检测精度.对不同浓度的氧气进行了实际检测,可得检测线性相关系数为0.99,检测极限质量浓度为1142.86 mg/m3,且该方法具有较好的稳定性及抗干扰性.